آمار
| تعداد نشریات | 4 |
| تعداد شماره‌ها | 157 |
| تعداد مقالات | 1,855 |
| تعداد مشاهده مقاله | 1,021,488 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 794,139 |
ارائه فرمولاسیون اجزا محدود جهت تحلیل رفتار دینامیکی میکروروتورها بر اساس تئوری گرادیان کرنش | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده ، انتشار آنلاین از تاریخ 19 آبان 1395 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2016.795 | ||
| نویسندگان | ||
مهدی هاشمی1؛ محسن اصغری  2
| ||
| 1دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف | ||
| 2صنعتی شریف*مهندسی مکانیک | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله برای اولین بار فرمولاسیون اجزا محدود سه بعدی سیستم روتور، متشکل از میکروشافت دوار و دیسکهای متصله بر اساس تئوری گرادیان کرنشی به منظور بررسی رفتار دینامیکی یا مشخصات ارتعاشاتی این سیستم ارائه شده است. مدل مذکور این امکان را فراهم می‌کند که ضمن در نظر گرفتن اثرات ناشی از قرار داشتن هندسه سیستم در ابعاد میکرو، تاثیرات مربوط به غیرصلب بودن یاتاقان‌ها، میرایی داخلی و نامیزانی در میکروروتور را مورد مطالعه قرار دهد. برای ارائه این فرمولاسیون، در ابتدا روابط مربوط به انرژی کرنشی سیستم بر اساس تئوری گرادیان کرنشی و انرژی جنبشی سیستم با وجود نامیزانی در دیسک حین حرکت عرضی، همراه با جملات مربوط به اینرسی ناشی از دوران و گشتاور ژیرسکوپیک بیان گردیده اند. سپس با استفاده از اصل تعمیم یافته همیلتون به منظور دستیابی به فرم ضعیف شده معادلات و تقریب متغیرهای مربوط به مولفه‌های جابجایی عرضی میکروروتور با توابع شکل مناسب، معادلات حرکت گسسته سازی شده‌اند، و برای اولین بار ماتریس‌های جرم شافت و دیسک، اینرسی دورانی شافت و دیسک، میرایی یاتاقان، ژیرسکوپیکی شافت و دیسک، سختی و نیز ماتریس چرخشی بر اساس تئوری گرادیان کرنش برای سیستم روتور تعیین شده‌اند. به عنوان مثالهایی، مشخصات ارتعاشاتی سیستم میکروروتوری و نیز پاسخ سیستم در برابر حضور نامیزانی در دیسک آن ارائه شده است. نتایج عددی ارائه شده بعد از صحه‌گذاری مدل پیشنهادی، بیانگر تاثیر بارز ثابت مادی مرتبه‌ی بالا بر مشخصات ارتعاشاتی میکروروتور شامل فرکانس‌های طبیعی، سرعت دورانی بحرانی، سرعت دورانی در آستانه ناپایداری سیستم و همچنین پاسخ سیستم در اثر حضور نامیزانی جرمی در دیسک می‌باشد. | ||
| کلیدواژه ها | ||
| میکرو روتور؛ تئوری گرادیان کرنش؛ ارتعاشات آزاد و اجباری؛ یاتاقان انعطاف پذیر؛ نامیزانی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Developing finite element formulation for dynamic analysis of micro-rotors based on the strain gradient theory | ||
| نویسندگان [English] | ||
| چکیده [English] | ||
| In this paper, a finite element formulation is developed for three-dimensional dynamic and vibration analysis of micro-rotor systems, which consist of a micro-shaft and mounted disks, based on the strain gradient theory. The model is capable of capturing small-scale effects together with the flexibility of bearings, internal damping and mass eccentricity in the system. The expressions related to the strain energy of the shaft of the micro-rotor are derived on the basis of strain gradient theory together with the kinetic energy of the system considering mass eccentricity in the disk and rotary inertia and gyroscopic effects of the rotating shaft-disk system. By applying the extended Hamilton’s principle to the strain and kinetic energy of the system, weak form of governing equations is obtained, then by using appropriate interpolation functions, the finite-element matrices of mass, rotary inertia, gyroscopic, stiffness and circulatory are determined. In some numerical examples utilizing the developed formulation, the natural frequencies, critical speeds, the threshold of instability rotational speed, and the response of the system under excitation of the mass eccentricity of the disk are obtained. Numerical results show profound effects of higher-order material constants on vibration characteristics of the micro-rotor. | ||
| کلیدواژه ها [English] | ||
| Micro-rotor, strain gradient theory, forced and free vibrations, flexible bearing, mass eccentricity | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 323 |
||
