بررسی عددی و آزمایشگاهی ضریب میرایی وابسته به دما در تیر آلومینیومی

میرایی به عنوان یکی از پارامترهای کلیدی در تحلیل و کنترل ارتعاشات سازه ها، نقش تعیین کننده ای در پایداری، عمر خستگی و عملکرد دینامیکی سیستم های مکانیکی دارد. در این پژوهش، رفتار ضریب میرایی تیرهای آلومینیومی (T۶-۶۱۶۰) تحت تغییرات دمایی در بازه ی ۶۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی گراد به صورت تجربی و تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش ها بر روی تیرهای یکسر گیردار آلومینیومی با طول های متفاوت (۱۵، ۵/۱۶، ۱۸، ۵/۱۹ و ۲۱ سانتی متر) انجام شده اند. برای ایجاد شرایط حرارتی یکنواخت، از سشوار صنعتی و محیط عایق استفاده گردید و داده های ارتعاش آزاد با نرم افزار Tracker از روی فیلم های ثبت شده استخراج شدند. سپس با استفاده از روش کاهش لگاریتمی(Logarithmic Decrement)، ضریب میرایی آزمایشی تعیین و با مقادیر تئوری حاصل از مدل سازی در نرم افزار MATLAB مقایسه شد. نتایج نشان داد که در تیرهای کوتاه تر، افزایش دما موجب کاهش قابل توجه ضریب میرایی می شود، در حالی که در تیرهای بلندتر، روندی افزایشی مشاهده گردید. این رفتار متناقض ناشی از ترکیب اثرات ترموالاستیک، کاهش مدول یانگ، گرادیان حرارتی موضعی، و فعال شدن مکانیزم های لغزش میکروسکوپی در دماهای بالا است. در مجموع، یافته ها نشان می دهد که ضریب میرایی تیرهای آلومینیومی رفتاری غیرخطی و وابسته به دما دارد و در طراحی سازه های حساس به ارتعاش مانند پل ها، هواپیماها و اجزای مکانیکی، باید اثرات حرارتی در تحلیل دینامیکی لحاظ شود.

کلیدواژه ها:

ضریب میرایی ، ارتعاش آزاد ، آلومینیوم ، وابستگی دما ، آزمایش تجربی