عنوان مقاله :
ارتعاشات ميكروتيرهاي چرخان با حركت محوري در محيط هاي پيچيده
عنوان به زبان ديگر :
Vibration of rotating microbeams with axial motion in complex environments
پديد آورندگان :
كوچكيان فرد، اميد دانشگاه تربيت مدرس - دانشكده مهندسي مكانيك، تهران، ايران , ساده دل، مجيد دانشگاه تربيت مدرس - دانشكده مهندسي مكانيك، تهران، ايران
كليدواژه :
سيستم‌هاي چرخان متحرك , محيط پيچيده , نيروهاي گرانشي , بستر ويسكوز , شرايط مرزي
چكيده فارسي :
در مقاله حاضر، ارتعاشات و پايداري وابسته به اندازه ميكروتيرهاي چرخان با حركت محوري محاط شده در بستر ويسكوز با شرايط مرزي مختلف دوسربسته در محيط هاي رطوبتي-حرارتي-مغناطيسي تحت نيروهاي گرانشي و محوري براساس تئوري تنش كوپل و مدل تير رايلي مطالعه شده است. معادلات ديناميكي سيستم با به كارگيري اصل هميلتون استخراج شده‌اند. با به كارگيري روش گالركين و حل مسئله مقدار ويژه، فركانس‌هاي ارتعاشاتي پس‌رو و پيش‌رو سيستم و آستانه‌هاي ناپايداري سيستم به دست آمده‌اند. براي اعتبارسنجي نتايج پژوهش حاضر، مطالعات مقايسه‌اي انجام شده‌اند. اثر پارامترهاي كليدي مختلف مانند پارامتر اينرسي چرخشي، ميرايي بستر، نسبت سفتي خمشي بر ديناميك سيستم آزموده شده‌اند. نتايج نشان دادند كه برعكس محيط هاي رطوبتي، ميدان‌هاي مغناطيسي موجب بهبود عملكرد سيستم مي‌شوند. همچنين، هنگامي‌كه حركت محوري سيستم در خلاف جهت شتاب گرانشي باشد، نيروهاي گرانشي موجب كاهش آستانه ناپايداري سيستم مي‌شوند و مي‌توانند سير تكاملي پايداري سيستم را تغيير دهند. ضمناً نشان داده شد كه افزايش پارامتر اينرسي چرخشي اثر كاهنده بر فركانس‌هاي ارتعاشاتي و پايداري سيستم دارد. مدل‌سازي و نتايج پژوهش حاضر مي‌توانند در طراحي بهينه ميكروسوييچ‌ها مفيد باشند.
چكيده لاتين :
In the present paper, the size-dependent vibrations and stability of rotating microbeams with axial motion embedded in a viscous medium with different supported boundary conditions in humid-thermal-magnetic environments under gravitational and axial loads are studied based on the coupled stress theory and Rayleigh beam model. The dynamic equations of the system are derived using the Hamilton principle. Using the Galerkin method and solving the eigenvalue problem, the backward and forward vibrational frequencies and the instability thresholds of the system are obtained. Comparative studies are performed to validate the results of the present study. The effects of various key parameters such as rotary inertia factor, substrate damping, flexural stiffness ratio on system dynamics are examined. The results showed that magnetic fields improve system performance in contrast to humid environments. Also, when the axial motion of the system is in the opposite direction of gravitational acceleration, gravitational forces reduce the instability threshold of the system and can change the system stability evolution. It is also shown that increasing the rotary inertia factor reduces vibrational frequencies and system stability. The modeling and the results of the present study can be useful in the optimal design of microswitches.
عنوان نشريه :
مكانيك سازه ها و شاره ها
