تاثير ميرايي ترموالاستيك بر ارتعاشات متقارن محوري ورق ميكرو دايره اي دوّار

Effect of Thermoelastic Damping on Axisymmetric Vibration of Rotating Circular Micro Plate

ميرايي ترموالاستيك مهم‌ترين عامل اتلاف انرژي سازه‌هاي مرتعش از جمله تشديد‌كننده‌ها در مقياس ميكرو و نانو در دماي اتاق مي‌باشد. در اين مقاله، ابتدا معادلات كوپل شده و غيرخطي حاكم بر ارتعاشات متقارن محوري جانبي ورق دايره‌اي با سرعت زاويه‌اي ثابت حول محور مركزي به‌دست آمده است. سپس حل با روش المان محدود به‌كمك نرم‌افزار ANSYS انجام و ضريب كيفيت برحسب ابعاد، دما و سرعت دوراني ورق به‌دست آمده است. دقت نتايج به‌دست‌آمده در حالت بدون دوران با نتايج به ‌دست ‌آمده در مراجع مقايسه شده است. سپس اثر چرخش با توجه به دما و ابعاد ورق، بر روي ميرايي ترموالاستيك بررسي شد. مشاهده شد كه ميرايي ترموالاستيك در ابعاد معيني بيشترين مقدار را خواهد داشت، كه اين ابعاد علاوه بر دما، به سرعت چرخش نيز بستگي دارد.

Thermoelastic damping is recognized as a significant loss mechanism at room temperature in micro and nano-scale resonators. In this paper, the governing equations of coupled thermoelastic problems are established for axisymmetric out of plane vibration of rotating circular plate with constant angular velocity about its central axis. Then the Quality Factor obtained by finite element analysis using ANSYS software, as a function of rotation, environmental temperature and plate dimensions. The results for non rotating plate are verified based on the results obtained by the previous works. Then the effects of rotation, environmental temperature and plate dimensions on the thermoelastic damping are studied. The results show that, thermoelastic damping would be rise to a maximum value at specific sizes of plate, which is dependent on temperature and angular velocity.