تاثير بستر ويسكوالاستيك هيتني و ويسكوزيته سيال بر رفتار ديناميكي ميكرولوله حامل سيال تحت فلاتر و تشديد پارامتريك مغناطيسي

Effect of Viscoelastic-Hetenyi Foundation and Fluid Viscosity on Dynamic Behavior of Fluid Conveying Microtube under Flutter and Parametric Magnetic Resonance

در اين پژوهش ارتعاشات غيرخطي جانبي ميكرولوله حاوي سيال تحت شرايط تشديد پارامتريك مغناطيسي محوري مورد مطالعه قرار مي گيرد. براي اين منظور، معادلات غيرخطي حاكم بر حركات جانبي ميكرولوله تير مانند با استفاده از تئوري تغيير شكل هاي برشي مرتبه اول ردي با احتساب اثر ويسكوزيته و شتاب جانب مركز سيال استخراج مي شود. در اين مدل جملات غيرخطي بستر هيتني و جملات غيرخطي هندسي تئوري ون- كارمن تحت تحريكات مغناطيسي در حضور جريان سيال وراي ناپايداري فلاتر لحاظ مي شود. در ادامه اثرات پارامترهاي بستر روي مشخصات فلاتر خطي ميكرو لوله هاي مغناطيس شونده حاوي سيال مورد مطالعه قرار مي گيرد. سپس رفتار سيستم غيرخطي در سرعت هاي جريان بالاتر از سرعت بحراني متناظر با كوپلينگ دو مود اول و دوم ارتعاشي با استفاده از روش مقياس هاي چندگانه مورد مطالعه قرار مي گيرد. منحني هاي پاسخ غيرخطي در سرعت هاي بالاتر از سرعت بحراني به دست آمده و اثرات تغيير پارامترهاي مختلف سيستم اعم از سرعت جريان، دامنه و فركانس ميدان مغناطيسي، ثابت هاي سختي بستر هيتني، ويسكوزيته و نسبت ابعاد روي رفتار غيرخطي سيستم بررسي مي گردد. برخي از نتايج نشان دهنده آن است كه افزايش مقادير پارامتر سختي برشي بستر هيتني اثر ناپايدار ساز دارد به طوري كه با افزايش آن، ناپايداري فلاتر در فركانس هاي پايين تر اتفاق مي افتد.

In this research, nonlinear transverse vibrations of a fluid conveying microtube under parametric magnetic axial resonance condition is studied. For this purpose, nonlinear governing equations of transverse motion of beam-like microtube are derived using Reddy’s first-order shear deformation theory with considering the effect of fluid viscosity and fluid centripetal acceleration. In this model, nonlinear terms of Hetenyi foundation and nonlinear geometric terms of the Von-Karman theory under magnetic excitations in the presence of fluid flow beyond the flutter instability is considered. In the following, the effects of foundation parameters on the linear flutter specifications of fluid conveying magnetizable microtubes are studied. Then, the nonlinear system behavior for fluid flow velocities more than critical velocity corresponding to the coupling of the first and second vibration modes is studied using multiple scales method. Nonlinear response curves in velocities above critical velocity are obtained and effects of variations of various system parameters including flow velocity, amplitude, and frequency of the magnetic field, Hetenyi foundation stiffness constants, viscosity, and dimensions ratio on the nonlinear response of the system are investigated. Some results indicate that increasing the values of shear stiffness parameter of the Hetenyi foundation has an unstable effect so that with its increasing, the flutter instability occurs at lower frequencies.