به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « ارتعاشات غیرخطی » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «ارتعاشات غیرخطی» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • مرتضی پورعبدی، محمد شیشه ساز*، شهرام شهروئی، سید علیرضا سیدرکنی زاده

    در این مقاله، رفتار ارتعاشی غیرخطی یک نانو ورق با هندسه دایره با فرض شرایط مرزی گیردار مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، ترکیبی از شکل دیفرانسیلی نظریه الاستیسیته غیرمحلی، مدل گرادیان کرنش و اصل همیلتون، به همراه روابط کرنش-جابجایی غیرخطی فون کارمان و روش باقیمانده وزنی گالرکین برای گسسته سازی معادلات حاکم استفاده شده است. در ادامه تاثیر اثرات اندازه (اثر غیرمحلی و اثر مادی مدل گرادیان کرنش) و شرایط اولیه بر رفتار ارتعاشی سازه مدنظر بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که این پارامترهای غیرمحلی و مادی به ترتیب منجر به کاهش و افزایش رفتار فرکانس های غیرخطی شده اند. در نهایت، افزایش مقدار اولیه جابجابی یک روند افزایشی برای نسبت فرکانسی به ازای هر پارامتر غیرمحلی و پارامتر مادی ایجاد می کند. همچنین، برای تمام پارامترهای غیرمحلی و پارامتر ماده، تفاوت بین نسبت فرکانس با افزایش شرایط اولیه کاهش یافته است.

    کلید واژگان: ارتعاشات غیرخطی, نانو ورق دایره ای, اثرات اندازه, مدل دیفرانسیلی گرادیان کرنش غیرمحلی}
    Morteza Pourabdi, Mohammad Shishesaz *, Shahram Shahrooi, Seyed Alireza Seyed Roknizadeh

    The non-linear vibration analysis of a clamped circular nano-plate is performed using the nonlocal strain gradient model. For this purpose, a combination of the differential form of the nonlocal elasticity theory and strain gradient model, along with Hamilton’s principle, are used in conjunction with the von Kármán nonlinear strain-displacement relationships and Galerkin weighted residual method to discretize the governing equations. The analysis has focused on the effect of nonlocal and material parameter, initial conditions, and frequency number, on the overall behavior of the nano-plate. Using Galerkin method, the system of non-linear differential equations is obtained and the natural non-linear frequencies, as well as the mode shapes, are determined. Results indicate that increasing the parameters of nonlocal and material has a decreasing and increasing effect (respectively) in the frequency ratio in all modes. This indicates that these parameters have a softening and hardening behavior on the plate vibrational behavior respectively. Also, increasing the initial value of deflection produces a rising trend in the frequency ratio for all modes, nonlocal parameter λ and material parameter Ls.

    Keywords: Size effect, Nonlinear vibration, circular nano-plate, nonlocal strain gradient theory}
  • سید مصطفی میرطبایی، علی کارگزارفرد*
    در تحقیق حاضر، به مطالعه مدل سازی غیرخطی و تحلیل ارتعاشات یک ایرفول به منظور بررسی پتانسیل جاذب های برداشت انرژی پیزوالکتریک تحت تحریک های هم زمان پایه و جریان پرداخته شده است. بدین منظور ابتدا یک ایرفول تحت تحریک های هم زمان پایه و جریان، به صورت یک سیستم دو درجه آزادی غیرخطی با جابجایی عمودی و پیچشی قرار گرفته و معادلات مربوط به آن استخراج شده است. سپس سفتی های غیرخطی در جهت عمودی (غوطه وری) و سفتی های خطی و غیرخطی پیچشی به طور هم زمان مورد بررسی قرار گرفته و به مدل سیستم اضافه شده است. در ادامه یک جاذب برداشت انرژی پیزوالکتریک به این سیستم دو درجه آزادی غیرخطی متصل شده است. هم چنین برای بررسی پاسخ های ارتعاشی و رزونانسی غیرخطی سیستم از روش های تیوری اغتشاشات و یا روش های عددی در تحلیل سیستم استفاده شده است. در نهایت پاسخ های سیستم استخراج و تاثیر پارامترهای مختلف فیزیکی بر روی آن مورد بررسی قرار گرفته است. میزان ولتاژ به دست آمده در این روش نسبت به حالتی که تنها از ترم های خطی استفاده می شد تغییرات حدود %10 را به ما نشان می دهد و همچنین میزان تاثیر تغییرات دامنه در این حالت افزایش چشم گیری داشته است.
    کلید واژگان: ارتعاشات غیرخطی, برداشت انرژی, تحریکات همزمان, رزونانس داخلی, پیزوالکتریک}
  • محمدعلی صباحی، علیرضا سعیدی*

    در این مقاله، با استفاده از روش تحلیل هموتوپی، یک حل تحلیلی برای ارتعاشات آزاد غیرخطی میکرولوله های متخلخل مدرج تابعی حامل جریان سیال ارایه شده است. معادلات حرکت بر اساس تیوری تیر اویلر-برنولی، تیوری تنش کوپل اصلاح شده و با در نظر گرفتن غیرخطی هندسی نوشته شده اند. فرض می شود که میکرولوله متخلخل بوده و توزیع تخلخل در آن به سه صورت توزیع یکنواخت، توزیع غیریکنواخت متقارن، و توزیع غیریکنواخت نامتقارن باشد. برای بدست آوردن معادلات حاکم بر حرکت، از اصل همیلتون بهره گرفته شده است. همچنین از روش گالرکین برای تبدیل معادلات پاره ای به معادلات دیفرانسیل معمولی استفاده شده است. درنهایت، با درنظر گرفتن شرایط مرزی تکیه گاه ساده ثابت و استفاده از روش تحلیل هموتوپی، به حل تحلیلی معادلات حاکمه پرداخته شده است. پاسخ بدست آمده از این روش با روش عددی رانگه-کوتا راستی آزمایی شده است که نشان می دهد روش تحلیل هموتوپی با در نظر گرفتن دو جمله از سری تیلور، دقت مناسبی دارد. نتایج نشان دادند که از بین طرح های توزیع تخلخل پیشنهادی در میکرولوله، طرح توزیع غیریکنواخت نامتقارن مناسب ترین است، زیرا میکرولوله در سرعت سیال بالاتری ناپایدار می شود.

    کلید واژگان: ارتعاشات غیرخطی, میکرولوله حامل جریان سیال, مواد مدرج تابعی متخلخل, تئوری تنش کوپل اصلاح شده, روش تحلیل هموتوپی}
    MohammadAli Sabahi, AliReza Saidi *

    In this paper, using homotopy analysis method, an analytical solution for the nonlinear free vibrations of the functionally graded porous micropipes conveying fluid flow is presented. The equations of motion are obtained based on Euler-Bernoulli beam theory and modified couple stress theory with consideration of geometric nonlinearity. It is assumed that the micropipe is porous and the porosity distribution is in three forms; uniform, non-uniform symmetric, and non-uniform asymmetric distributions. The Hamilton principle is used to obtain the governing equations of motion. Also, the Galerkin method is used to convert partial differential equations to ordinary differential equations. Finally, by considering immoveable simply-supported boundary conditions and using the homotopy analysis method, the analytical solution for the governing equations is performed. The results obtained from this method has been verified by the Runge-Kutta numerical method which shows that the homotopy analysis method has good accuracy by considering two terms of the Taylor series. The results showed that between the proposed porosity distribution schemes in the micropipe, the non-uniform asymmetric distribution pattern is the most suitable, because the microtube becomes unstable at a higher fluid velocity.

    Keywords: Nonlinear vibrations, Micropipe Conveying Fluid, Functionally graded porous materials, modified couple stress theory, Homotopy Analysis Method}
  • محمدمهدی نظری، عباس رهی*

    هدف این مقاله، استفاده از جاذب دینامیکی غیرخطی به صورت تیر یک سرگیردار با یک جرم متمرکز در انتهای آن به منظور کاهش دامنه ارتعاشات نوسانگر غیرخطی تشدید شده می باشد. سیستم ارتعاشی اولیه شامل جرم، فنر غیرخطی و میرایی ویسکوز می باشد و نیروی هارمونیک به آن اعمال شده و باعث تشدید سیستم می شود. در این حالت برای کاهش دامنه ارتعاش، از یک جاذب دینامیکی غیرخطی استفاده شده است. به این منظور ابتدا، انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل سیستم ارتعاشی محاسبه شده و سپس با استفاده از معادلات لاگرانژ، معادلات حاکم بر سیستم استخراج می شود. برای حل معادلات حاکم، از روش مقیاس های چندگانه استفاده می شود. با کدنویسی در متلب و حل عددی، در حالت ناچیز در نظر گرفتن جرم جاذب و سفتی فنر غیرخطی دافینگ، صحه گذاری نتایج انجام می شود. تاثیر جاذب دینامیکی ارتعاش غیرخطی بر کاهش دامنه ارتعاشات نوسانگر تشدید شده، به خوبی قابل مشاهده است. همچنین تاثیر پارامترهای اصلی جاذب دینامیکی غیرخطی بر روی دامنه ارتعاشات سیستم اولیه بررسی می شود.

    کلید واژگان: جاذب دینامیکی غیرخطی, ارتعاشات غیرخطی, معادلات لاگرانژ, روش مقیاس های چندگانه}
    MohammadMahdi Nazari, Abbas Rahi *

    Purpose of paper is to use a nonlinear dynamic absorber as beam with concentrated mass at its end to reduce the amplitude of resonant nonlinear oscillator vibration. Primary vibration system consists of mass, nonlinear spring, and viscous damping, and harmonic force is applied to it and causes the system to intensify. Nonlinear dynamic absorber has been used to reduce vibration amplitude. First, the kinetic energy and potential energy of system are calculated, and then governing equations of the system are extracted using Lagrange's equations. To solve the governing equations, the method of multiple scales is used. Numerical solution, in the negligible case of considering the mass of the absorber and the stiffness of the nonlinear Duffing spring, the validation of results is done. The effect of nonlinear dynamic vibration absorber on reducing the amplitude of resonant oscillator vibration can be seen well. Influence of the main parameters of the nonlinear dynamic absorber on vibration amplitude of primary system is investigated.

    Keywords: Nonlinear dynamic absorber, Nonlinear Vibration, Lagrange Equations, Multiple scaling method}
  • محمد مصعب درعلیزاده، علیرضا فتوحی*، مصطفی غیور

    با توجه به حضور گسترده تیرها در سازه‎های مهندسی، درک چگونگی ارتعاشات غیرخطی تیرها در شرایطی که آنها با دامنه زیاد نوسان می‎کنند، بسیار مفید است. در این مقاله ارتعاشات غیرخطی یک تیر اویلر برنولی تحت فرضیه کرنش محدود بررسی شده است. در این پژوهش برای به دست آوردن معادلات حاکم بر حرکت تیر، رابطه میدان-جابجایی بدون تقریب و به صورت غیرخطی در نظر گرفته شده است. روابط کرنش-جابجایی با استفاده از رابطه گرین لاگرانژ محاسبه شده و با استفاده از روش همیلتون فرم غیرخطی معادلات به دست آمده است. به منظور حل معادله با مشتقات جزیی، با استفاده از روش گالرکین، معادله با مشتقات جزیی به یک معادله دیفرانسیل معمولی تبدیل شده است و در نهایت با استفاده از روش مقیاس‎ های چندگانه حل و با روش عددی مقایسه شده است. نتایج به دست آمده با مدل تیر اویلر برنولی خطی و مدل غیرخطی ون-کارمن مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان می‎دهد باتوجه به شکل متفاوت معادله دیفرانسیل به دست آمده در این روش نسبت به دیگر مدل‎های غیرخطی و خارج شدن شکل کلی آن نسبت به معادله دیفرانسیل دافینگ، پاسخ ارتعاشات سیستم در دامنه ‎های ارتعاشی پایین منطبق با دیگر مدل‎های غیرخطی است ولی با افزایش دامنه نوسانات فرکانس نوسانات در مدل حاضر نسبت به مدل غیرخطی ون کارمن کمتر می‎شود درحالی که در دیگر مدل غیرخطی نسبت به مدل ون-کارمن، فرکانس بیشتر می‎شود.

    کلید واژگان: تیر اویلر برنولی, تغییرشکل محدود, ارتعاشات غیرخطی, جابجایی بزرگ, پاسخ فرکانسی}
    Mohammad Masab Doralizadeh, AliReza Fotouhi *, Mostafa Ghayour

    According to the wide presence of beams in engineering structures, it is very useful to understand how the beams vibrate nonlinearly in conditions where they oscillate with a large amplitude. In this paper, the nonlinear vibrations of an Euler-Bernoulli beam under finite strain are investigated. In this study, unlike other papers, in order to obtain the governing equations of beam, the field-displacement relationship has been done without approximation. Based on this, the strain-displacement relations are calculated using the Green Lagrange strain and the nonlinear form of the equations is obtained by using the Hamilton method. In order to solve the partial differential equation, using the Galerkin method, the equation has been converted to an Ordinary differential equation and finally solved using the multiple scale method and compared with the Rung-Kutta numerical method. To evaluate the accuracy of the method and the validity of the modeling, the obtained results are compared with the Euler–Bernoulli beam theory and the Von-Karman nonlinear model. The results show that the present method in low vibration amplitudes is consistent with the model of Euler-Bernoulli and Von-Karman, but with increasing amplitude of oscillations, the results of these models will be significantly different from each other, which is as expected.

    Keywords: Euler Bernoulli Beam, Finite deformation, nonlinear vibration, Large displacement, Frequency response}
  • فرزین پرهام، حبیب احمدی*، کامران فروتن، محمد حیدری سرائی

    در سال های اخیر کنترل ارتعاشات تیرها، به طور چشمگیر، مورد توجه پژوهشگران بوده است و تحقیقات فراوانی در این زمینه به عمل آمده است. با توجه به اینکه جنس تیرهای بررسی شده، اکثرا فلز یا مواد مرکب بوده اند، لذا در این تحقیق به منظور افزایش مقاومت فیزیکی و حرارتی، تیر مورد بررسی از جنس مدرج تابعی درنظر گرفته شده است. در این مقاله به بررسی کنترل فعال ارتعاشات غیرخطی تیر مدرج تابعی با شرایط مرزی مختلف تحت بارگذاری خارجی پرداخته شده است. دو لایه پیزوالکتریک به سطوح بالایی و پایینی تیر متصل  شده اند تا به عنوان حسگر و عملگر استفاده شوند. معادلات حرکت با استفاده از روش گلرکین گسسته سازی و با استفاده از شبیه سازی عددی حل شده است. برای کنترل ارتعاشات تیر از روش کنترل خطی سازی پسخورد و روش مود لغزشی استفاده شده است و نمودارهای خیز-زمان و ولتاژ زمان برای پنج حالت شرط مرزی دوسر گیردار، گیردار-آزاد،گیردار-ساده، آزاد-آزاد و ساده-ساده نمایش داده شده است. نتایج روش های کنترلی ذکر شده با عدم قطعیت و بدون عدم قطعیت، برای تمام شرایط مرزی باهم مقایسه شده اند.

    کلید واژگان: تیر مدرج تابعی, کنترل فعال, ارتعاشات غیرخطی, روش خطی سازی پسخورد, روش مود لغزشی}
    F. Parham, H. Ahmadi, K. Foroutan, M. Heydari Saraei

    In recent years, the vibrations control of beams has been significantly considered by researchers and a lot of research has been done in this field. Given that the material of studied beams was mostly metal or composite, so in this study, in order to increase the physical and thermal resistance, the studied beam was considered as functional graded (FG). In this paper, the active control of nonlinear vibrations for an FG beam with different boundary conditions under external loading is investigated. Two piezoelectric layers are connected to the upper and lower surfaces of the beam to be used as sensors and actuators. To discretize the equations of motion, Glerkin method is used, and the numerical simulation is utilized to solve the discretized equations. In order to control the vibrations of the beam, the feedback linearization control and the sliding mode methods have been used. The time-amplitude and time-voltage curves are shown for five boundary conditions, including, clamped- clamped, free-clamped, simply-clamped, free-free and simply-supported ends. The results of the mentioned control methods are compared for all boundary conditions in the presence and absence of uncertainty.

    Keywords: FGM beam, Active control, Nonlinear vibration, Linearization feedback method, Sliding mode method}
  • ابراهیم محمودپور*

    در این مقاله ارتعاشات اجباری غیرخطی نانولوله های کربنی حامل نانو سیال مغناطیسی و تحت یک میدان مغناطیسی طولی بررسی شده است. با استفاده از میدان کرنش غیرخطی ون کارمن و تئوری تیر اولر برنولی، معادلات حاکم بر ارتعاشات غیرخطی نانولوله کربنی دوسر مفصل استخراج می شوند. با استفاده از روش مقیاس های چندگانه پاسخ فرکانسی در رزنانس اولیه، رزنانس فوق هارمونیک و رزنانس زیرهارمونیک بدست می آید. برای در نظر گرفتن اثرات نانو از مدل انتگرال غیرمحلی مبتنی بر تنش استفاده شده است. در پایان اثر سیال مغناطیسی و شدت میدان مغناطیسی بر پاسخ فرکانسی و پاسخ نیرویی بررسی شده است. از نتایج می توان دریافت که وجود میدان مغناطیسی باعث می شود که دامنه ارتعاشی سیستم  ناپایدار و دچار چرخه حدی شود. در این شرایط پاسخ ارتعاشی شبه متناوب است. ولی، وجود سیال مغناطیسی باعث می شود که دامنه ارتعاشی پایدار بوده و پاسخ زمانی متناوب شود؛ به گونه ای که نمودار پوانکاره یک نقطه را در صفحه فاز نشان می دهد. در رزنانس اولیه با وجود میدان مغناطیسی طولی، با افزایش دامنه تحریک، منحنی های پاسخ فرکانسی شامل دو زیر دامنه می باشد. که یکی منحنی مجانبی با محور افقی است و دیگری شامل یک منحنی بسته است.

    کلید واژگان: ارتعاشات غیرخطی, نانولوله حامل سیال, میدان مغناطیسی طولی, سیال مغناطیسی, رزنانس ثانویه}
    Ebrahim Mahmoudpour *

    In this article, the nonlinear forced vibrations of carbon nanotubes conveying magnetic nanofluid under a longitudinal magnetic field have been investigated. Using Von Karman's nonlinear strain field and the Euler-Bernoulli beam theory, the equations governing the nonlinear vibrations of carbon nanotubes are extracted. Using the method of multiple scales, the frequency response in primary resonance, superharmonic resonance, and subharmonic resonance is obtained. In order to consider the effects of small size, a stress-driven non-local integral model has been used. In the end, the effect of magnetic fluid and magnetic field intensity on frequency response and force response has been investigated. From the results, it can be seen that the presence of a magnetic field causes the system's vibration amplitude to be unstable and have a limited cycle. In this condition, the vibration response is quasi-periodic. However, the presence of magnetic fluid causes the vibration amplitude to be stable and the time response to alternate; In such a way that the Poincaré diagram shows a point in the phase plane. In the primary resonance, with the presence of the longitudinal magnetic field, as the excitation amplitude increases, the frequency response curves include two sub-amplitudes. One is an asymptotic curve with a horizontal axis and the other is a closed curve.

    Keywords: Nonlinear Vibrations, Carbon Nanotube Conveying Fluid, Longitudinal Magnetic Field, Magnetic Fluid, Secondary Resonance}
  • رضا ابراهیمی

    در سالهای اخیر، نانولوله های کربنی دوجداره برای کاربردهای صنعتی مختلف از جمله تکنولوژی جداسازی و تصفیه به کار گرفته شده اند. بنابراین هدف اصلی این مقاله، تحلیل رفتار دوشاخگی نانولوله های کربنی دوجداره حامل سیال با در نظر گرفتن نیروهای غیرخطی واندروالس است. جریان سیال داخل لوله، به صورت نوسانی در نظر گرفته شده است. براساس تیوری فون کارمن و مدل تیر اویلر - برنولی معادلات غیرخطی حاکم بر حرکت با استفاده از اصل همیلتون به دست آمده است. معادلات دیفرانسیل پاره ای حاکم بر حرکت به وسیله روش مودهای فرضی گسسته سازی و با روش عددی رانگ - کوتا حل شده اند. سپس اثرات سرعت جریان و فرکانس نوسانات جریان روی رفتار دینامیکی سیستم، با استفاده از نمودارهای دوشاخگی، دیاگرامهای فاز، پاسخ زمانی و نقشه های پوانکاره بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که سرعت جریان و فرکانس نوسانات جریان اثرات قابل ملاحظه ای بر پاسخهای دینامیکی سیستم دارند. همچنین نتایج تحلیل، رفتارهای غیرخطی متنوعی را از جمله حرکات تناوبی، چندتناوبی و آشوبناک آشکار می کنند که می تواند راهکارهایی را به محققان در رابطه با طراحی و مطالعه این سیستمها در آینده بدهد.

    کلید واژگان: نانولوله کربنی دوجداره, دوشاخگی, جریان نوسانی, ارتعاشات غیرخطی, برهم کنش سیال-سازه}
    Reza Ebrahimi

    In the recent years, double-walled carbon nanotubes (DWCNTs) have been used for different indusrial applications such as separation and purification technology. So, the main purpose of this paper is to analyze the bifurcation behavior of double-walled carbon nanotubes conveying fluid with considering van der Waals nonlinear forces. The internal flow is considered to be pulsating. In the framework of the Von Karman's theory and the Euler-Bernoulli beam model, the nonlinear governing equations of motion are developed using the Hamilton's principle. The governing partial differential equations are discretized by means of the assumed modes method and solved by the Rung-Kutta method. Then, the effects of flow velocity and pulsation frequency on the dynamic behavior of the system are investigated by the bifurcation diagrams, phase plan portrait, time series and Poincar'e maps. The results indicate that the flow velocity and pulsation frequency have significant effects on the dynamic responses of the system. Also, the results of analysis reveal a variety of nonlinear behavior such as periodic, multi-periodic and chaotic motions that can give some insight to researchers in designing and studying these systems in the future.

    Keywords: Double-walled carbon nanotube, Bifurcation, Pulsating flow, Nonlinear vibration, Fluid-structure intreraction}
  • پویا سروی، علیرضا نداف اسکوئی*، امیرحسین امیدی
    در تحلیل بسیاری از سازه های دریایی نظیر ستون ها و سازه های نفتی، تکیه گاه های دکل های نفتی و برج های احاطه شده توسط آب، معمولا از مدل تیر یکسرگیردار استفاده می گردد. این مدل ها معمولا وزن یک جرم متمرکز را تحمل می کنند که دامنه پاسخ این سازه ها در حین طراحی از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. در این مقاله تیر غیرخطی یکسرگیردار مغروق در سیال، با یک جرم متمرکز تحت اثرات جریان هارمونیک آب موردمطالعه قرارگرفته است. با استفاده از روش بالانس هارمونیکی، پاسخ تیر غیرخطی یکسرگیردار با سه جمله غیرخطی در چهار مود اول تعیین می شود. بررسی پاسخ فرکانسی حل تحلیلی و شبیه سازی عددی نشان می دهد پدیده پرش در ناحیه پاسخ سه گانه بین نقاط دوشاخگی رخ می دهد. پدیده پرش در مود اول از نوع سخت شونده و در مودهای دو تا چهار از نوع نرم شونده است. هر یک از جمله های غیرخطی اثرات متفاوتی بر روی رفتار ارتعاشی سیستم و پدیده پرش دارد. رفتار تیر در فضای حالت در کنار پاسخ زمانی و نگاشت پوآنکاره نشان می دهد مسیر منحنی فاز دارای نقاط پایداری مختلفی است. در انتها پدیده آشوب در تیر غیرخطی موردمطالعه قرار گرفت، در نقاط دوشاخگی رفتار سیستم آشوبناک است و جمله غیرخطی هندسی موثرترین اثر را در بی نظمی پاسخ دارد. بررسی پدیده پرش بااستفاده از روش های تحلیلی وعددی و مقایسه دو روش بایکدیگر به منظور صحه گذاری نتایج، مطالعه پدیده پرش در چهارموداول، بررسی جامع پدیده های غیرخطی ازجمله دوشاخگی و آشوب در منحنی های فاز، پاسخ زمانی، پوانکاره و نگاشت، از نو آوری های تحقیق در زمینه تیرغیرخطی مغروق، است.
    کلید واژگان: تیر غیرخطی, ارتعاشات غیرخطی, پدیده پرش, پدیده آشوب}
    Pouya Sarvi, Alireza Naddaf Oskouei *, Amirhossein Omidi
    In the analysis of many offshore structures such as oil columns and structures, oil rig abutments and towers surrounded by water, the single-beam model is usually used. These models usually bear the weight of a concentrated mass, and the response amplitude of these structures is of particular importance during design.In this paper, a nonlinear beam immersed in a fluid with a concentrated mass under the effects of the harmonic flow of water has been studied. Using the harmonic balancing method, the response of a nonlinear beam with three nonlinear terms is determined in the first four modes. Examination of the frequency response by analytical solution and numerical simulation shows that the jump phenomenon occurs in the triple response zone between the bifurcation points. The jump phenomenon is hardening in the first mode and softening in the second to fourth modes. Each of the nonlinear sentences has different effects on the vibrational behavior of the system and the jump phenomenon. The behavior of the beam in the state space along with the time response and Poincaré mapping shows that the path of the phase curve has different stability points. Finally, the phenomenon of chaos in the nonlinear beam was studied. At the bifurcation points, the behavior of the system is chaos, and the geometric nonlinear sentence has the most effective effect on the response disorder.
    Keywords: Nonlinear Beam, Nonlinear vibrations, Jump Phenomenon, chaos phenomenon}
  • سید علی سینا*، حسن حدادپور

    در این مقاله، ارتعاشات غیرخطی پیچشی تیر در شرایط تحریک تشدید اصلی مورد بررسی قرار گرفته است. در معادلات غیرخطی حاکم بر حرکت، اثرات مربوط به قید اعوجاج و زاویه پیچش اولیه و نیروی محوری و اینرسی پیچشی در نظر گرفته شده است. وجود همزمان نیروی محوری و زاویه پیچش اولیه منجر به پدیده واپیچش می شود. معادلات غیرخطی بی بعد شده حاکم بر ارتعاشات پیچشی تیر در شرایط تشدید اصلی با استفاده از روش اغتشاشی مقیاس های چندگانه به ازای شرایط مرزی مختلف حل شده است. تشدید اصلی مود اول و مود دوم به صورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفته است. حل تحلیلی برای پاسخ پیچشی تیر در حالتهای مختلف تحریک ارائه گردیده است. بررسی پاسخ ها نشانگر ظهور هارمونیک هایی علاوه بر هارمونیک اصلی در پاسخ است. علاوه بر این، تحلیل معادلات حاکم نشان می دهد که مسئله در پاره ای شرایط شامل پدیده تشدید داخلی سه به یک هست. معادلات دامنه پاسخ و فاز به ازای شرایط تشدید مختلف ارائه و نتایج عددی مرتبط نیز ذکر گردیده است. پایداری جواب ها، اندرکنش بین مودها و امکان انتقال انرژی بین مودهای ارتعاشی به صورت ویژه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج ارائه شده موید اهمیت پدیده های غیرخطی در ارتعاشات پیچشی تیر است.

    کلید واژگان: پیچش تیر, ارتعاشات غیرخطی, زاویه پیچش اولیه, نیروی محوری, تشدید اصلی}
    Seyed Ali Sina *, Hassan Haddadpour

    Frequently used thin walled beams have low torsional stiffness and their torsional deformations may be of such magnitudes that it is not adequate to treat the angles of cross section rotation as small. In this paper, nonlinear torsional vibrations of thin walled beams will be investigated. The method of multiple scales will be implemented as a solution method and different nonlinear phenomena will be studied. The obtained results are compared with the available results in the literature which reveals an excellent agreement between different solution methodologies. The outcomes of this study show that beam nonlinear torsional dynamics and the related phenomena could influence the linear torsional dynamic of beams under axial load, e.g. rotating beams. Forced torsional vibrations of a beam with the excitation in the form of primary resonance of the first and second modes have been investigated. It has been demonstrated that in the case of the beam with two ends clamped boundary conditions, three-to-one internal resonance will appear. The primary resonance of the first and second modes has been solved in two sets of boundary conditions, torsionally clamped-fixed and torsionally fixed-fixed. Nonlinear response, amplitude-phase equations, fixed points, and their stability have been studied.

    Keywords: Beam Torsional Vibration, Nonlinear Vibration, Pretwist Angle, Axial Load, Primary Resonance}
  • میلاد عظیمی*، صمد مرادی

    در این مقاله رفتار ارتعاشات آزاد، اجباری و پایداری یک سازه انعطافپذیر بلند ترک دار با پایه دوار با استفاده از روش هوموتوپی پرتوربیشن بررسی شده است. ترک در مسئله حاضر با استفاده از المان فنر پیچشی بر روی سازه ای که از تیوری اویلر برنولی تبعیت میکند مدلسازی شده است. معادلات غیرخطی حرکت سیستم با لحاظ تغییرشکلهای خارج صفحه ای و نیروهای گریز از مرکز و با بکارگیری حساب تغییرات و روش مودهای فرضی استخراج شده است. با اعمال روش گلرکین بعد زمانی به صورت یک معادله دیفرانسیل مرتبه دوم غیرخطی در حوزه زمان تبدیل میشود. نتایج به ازاء تغییر پارامترهایی از جمله سرعت دوران، موقعیت و سفتی ترک در قالب نمودارهای پاسخ زمانی، نمودار فازی و دوشاخگی بررسی و تحلیل شده است. نشان داده شده است که با افزایش سرعت زاویه ای، یک نیروی کششی در امتداد محور سازه ایجاد شده که منجر به استحکام تیر ترکدار، حرکت نمودار دوشاخگی بسمت راست و تغییر رفتار غیرخطی سیستم میشود.

    کلید واژگان: مودهای فرضی, ترک, هوموتوپی پرتوربیشن, ارتعاشات غیرخطی, تحلیل پایداری}
    Milad Azimi *, Samad Moradi

    The free and forced vibration analysis of a rotating large flexible structure with a single crack is investigated using the Homotopy Perturbation Method (HPM). The crack is modeled with a torsional spring element on a structure that follows the Euler-Bernoulli theory. The nonlinear equations of motion of the co-rotational system considering centrifugal forces are derived using the calculus of variation and the Assumed Mode Method (AMM). Applying the Galerkin method, the spatial domain is extracted and the time domain is transformed into a second-order nonlinear differential equation. The results of time response, phase plane, and bifurcation diagrams for different functional parameters variations such as base angular velocity, crack position and stiffness have been analyzed. Moreover, it is shown that as the base angular velocity increases, a tensile force appears along the cracked structure axis, stiff it, and shifts the backbone to the right, this can highly affect the nonlinear features of the system.

    Keywords: Assumed Mode Method, Crack, Homotopy perturbation, Nonlinear Vibration, Stability Analysis}
  • مجتبی طهماسبی، حمیدرضا حیدری*
    یکی از متداول ترین عیوب در تجهیزات دوار ترک است. ایجاد و رشد ترک می تواند منجر به خسارات جبران ناپذیر و همچنین بروز ارتعاشات ناخواسته در تجهیزات دوار گردد. از طرفی افزایش میرایی سیستم، یکی از کاربردی ترین راه حل ها جهت کنترل ارتعاشات در تجهیزات دوار است. یکی از روش های مورد توجه برای افزایش میرایی، استفاده از دمپر های فیلم فشرده است. با وجود کارایی زیاد این المان ها در کنترل دامنه و میرا نمودن ارتعاشات سیستم، رفتار غیرخطی آن ها، محدودیت های بسیاری را در بکارگیری این تجهیزات بوجود آورده است. در این مقاله، تحلیل دوشاخگی روتور انعطاف پذیرهمراه دمپر فیلم فشرده رینگ شناور با فنر جانب مرکز، با در نظر گرفتن وقوع کاویتاسیون در فیلم روغن دمپر و ترک عرضی در محور بررسی شده است.
    کلید واژگان: ترک, دمپر فیلم فشرده, رینگ شناور, دوشاخگی, ارتعاشات غیرخطی}
    Mojtaba Tahmasebi, Hamidreza Heidari *
    One of the most common defects in rotary equipments is cracks. Creation and growth ofcracks can cause irreparable damages as well as occurrence of unwanted vibration in rotatingequipments. On the other hand, increasing the damping of the system is one of the mostpractical solutions to control vibrations in rotating equipment. One of the most importantmethods to increase the damping is the use of squeeze film dampers. Despite the highefficiency of these elements in controlling the amplitude and damping of system vibrations,their nonlinear behavior has created many limitations in the use of this equipment.In this paper, the bifurcation analysis of a flexible rotor with a floating-ring squeeze filmdamper with centralizing spring and considering the occurrence of cavitation in the damper oilfilm and transverse cracks in the shaft is been investigated.
    Keywords: crack, Squeeze Film Damper, Floating ring, Bifurcation, Nonlinear vibrations}
  • پویا سروی، محمدرضا الهامی*
    برای بسیاری از سازه های دریایی نظیر ستون ها و سازه های نفتی، پایانه و تکیه گاه دکل های نفتی و برج های احاطه شده توسط آب معمولا از مدل یک تیر یا ستون یکسر گیردار استفاده می گردد. این مدل ها معمولا تحت تحریک تصادفی قرار گرفته و دامنه پاسخ این سازه ها در حین طراحی از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. در این مقاله تیر غیرخطی یکسر گیردار مغروق در سیال، با یک جرم متمرکز تحت تحریک تصادفی باند باریک مورد مطالعه قرار گرفته است و پاسخ آن مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفته است. با توسعه روش بالانس هارمونیکی، واریانس پاسخ سیستم تصادفی تعیین و پدیده پرش و پرش تصادفی بررسی شده است. حل تحلیلی و شبیه سازی عددی نشان می دهد، تحریک تصادفی باعث افزایش دامنه پاسخ تصادفی تیر نسبت به پاسخ معین در بین نقاط دوشاخگی می شود. با افزایش شدت تحریک تصادفی، پاسخ پایا از حالت چرخه ای مدور به حالت چرخه ای کشیده شده تغییر می یابد. همچنین نتایج نشان می دهند پدیده پرش تصادفی در ناحیه ای که سه جواب برای سیستم است، رخ می دهد. در پایان، نتایج تحلیلی و مدل سازی عددی بیانگر این است که تطابق بسیار خوبی بین داده ها و نتایج این دو روش وجود دارد.
    کلید واژگان: تیر غیرخطی, ارتعاشات غیرخطی, ارتعاشات تصادفی, تحریک تصادفی, پدیده پرش}
    Pouya Sarvi
    For the modelling of marine structures, such as the oil columns and structures, the terminal and base of oil platforms and the towers surrounded by water usually a cantilever beam or rod is used. These models are subjected to random excitation and the response amplitude of these structures is of particular importance during design. In this paper, a nonlinear cantilever beam immersed in a fluid with a concentrated mass under a narrow band random excitation has been studied and its response has been analyzed. With the development of the harmonic balance method, the variance of the random system response has been determined and the phenomenon of jumping and random jumping has been investigated. The analytical solution and the numerical simulations show that in comparison with the deterministic response, the random excitation increases the amplitude of the random response between the bifurcation points of the beam. As the intensity of the random excitation increases, the steady response changes from a circular to a cyclic state. The results also show that the random jump phenomenon occurs in the area where there are three states for the system. Finally, the results of analytical and numerical modeling indicate that there is a very good agreement between the data and the results of these two methods.
    Keywords: Nonlinear Beam, Nonlinear vibrations, Random Vibrations, Random Excitation, Jump Phenomenon}
  • سعید ایرانی*، مسعود خرازان، محمدعلی نوریان

    پدیده های غیرخطی به طور گسترده ای در کاربردهای مهندسی وجود دارند. یک نمونه متداول از این پدیده ها در سازه های هوافضایی، ایجاد ترک های خستگی می باشد که تحت بارهای دینامیکی در طی سیکل ارتعاشات مدام باز و بسته می شوند و سبب ایجاد یک رفتار دو خطی در سازه می شوند. شناسایی دیرهنگام چنین آسیب های سازه ای می تواند منجر به ایجاد خرابی های فاجعه بار شود. بنابراین، شناسایی رفتار غیرخطی سازه ترک دار امری ضروری و بسیار حایز اهمیت می باشد. در این مطالعه رفتار غیرخطی یک تیر یکسرگیردار با یک ترک خستگی تنفسی و رفتار دوخطی مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور در ابتدا به تخمین تابع چندجمله ای معادل با تابع دو خطی سفتی تیر پرداخته می شود. در ادامه با استفاده از روش اغتشاشات مقیاس های چندگانه معادله غیرخطی تیر مورد بررسی قرار گرفته و روابط دامنه بر حسب فرکانس تنظیمی در هر دو حالت رزونانس های هارمونیک و سوپرهارمونیک استخراج می گردند. سپس به بررسی حساسیت پاسخ به پارامترهایی مانند عمق و محل قرارگیری ترک، مقدار نیروی تحریک و میرایی تیر پرداخته شده است. با توجه به نتایج مشاهده گردید منحنی های پاسخ تیر در رزونانس اصلی در اثر تشدید پارامترهای ترک به شدت غیر خطی شده و دچار پدیده نرم شوندگی منحنی پاسخ گردیده اند. همچنین مطابق با نتایج رفتار تیر در رزونانس سوپرهارمونیک مرتبه دوم حساسیت بالاتری را به وجود ترک تنفسی نسبت به حالت رزونانس اصلی تیر دارد.

    کلید واژگان: ارتعاشات غیرخطی, ترک تنفسی, رفتار دوخطی ترک, رزونانس سوپرهارمونیک, پایش سلامت سازه}
    Saeid Irani *, Masoud Kharazan, Mohammadali Noorian

    Nonlinear phenomena widely exist in engineering applications. A common example of this phenomenon in aerospace structures is the creation of fatigue cracks that open and close continuously under dynamic loads during the vibration cycle, causing a bilinear behavior in the structure. Late detection of such cracks can lead to a catastrophic failure. Therefore, identifying the nonlinear behavior of the cracked structure is very important for the prevention of structural failures. In this study, the nonlinear vibration behavior of a cantilever beam with a transverse breathing crack with bilinear behavior has been studied. For this purpose, we first estimate the polynomial function equivalent to the bilinear function of the beam stiffness. Then, using the well-known perturbation method, the method of multiple scales, the nonlinear equation of the beam is solved, and the frequency response equations for both harmonic and superharmonic resonances are extracted. Then, the sensitivity of the responses to the crack parameters such as depth, location, excitation force, and damping coefficient are investigated. The beam frequency response curves in the main resonance have become highly nonlinear due to the increase of the crack parameters and causes softening of the curves. Also, according to the results of the beam vibrations in superharmonic resonance, it was observed that the behavior of the beam in superharmonic resonance has a higher sensitivity to the existence of the breathing crack.

    Keywords: Nonlinear Vibration Analysis, Breathing Crack, Crack Bilinear Behavior, Superharmonic Resonance, Structural Health Monitoring (SHM)}
  • رسول خدابخش*، علیرضا سعیدی، رضا بهاءالدینی

    در این مطالعه ارتعاشات غیرخطی لوله های حامل سیال از جنس مواد مرکب چند لایه تقویت شده با صفحات گرافن با تکیه گاه ساده در دو انتها و بر اساس مدل تیر اویلر-برنولی به صورت تحلیلی مورد تحقیق قرار گرفته است. لایه های تشکیل دهنده دیواره لوله به صورت ترکیبی از مواد پلیمری و صفحات گرافن در نظر گرفته شده و میزان تقویت کنندگی صفحات گرافن به صورت لایه ای در جهت ضخامت دیواره لوله تغییر می کند. چهار الگوی مختلف توزیع صفحات تقویت کننده گرافن در راستای ضخامت لوله، تغییر شکل های بزرگ و میدان کرنش غیرخطی ون-کارمن در نظر گرفته شده است. معادلات غیرخطی حاکم به کمک اصل هامیلتون استخراج، با روش گالرکین به معادله دیفرانسیل معمولی تبدیل شده و با روش تحلیلی آنالیز هوموتوپی حل می گردد. تغییرات اولین فرکانس طبیعی غیرخطی سیستم بر حسب تغییرات دامنه اولیه، سرعت سیال عبوری، چگالی سیال عبوری و طول لوله و همچنین پاسخ زمانی ارتعاشات غیرخطی سیستم برای الگوهای مختلف توزیع صفحات گرافن شامل V، X، O و U ارایه و مورد تحلیل قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد اولین فرکانس طبیعی غیرخطی سیستم برای تمامی الگوهای توزیع صفحات گرافن با افزایش سرعت سیال، چگالی سیال و همچنین طول لوله، کاهش یافته اما با افزایش دامنه اولیه سیستم افزایش می یابد و همچنین الگوی توزیع V طی تغییر پارامترهای مورد بررسی بیشترین فرکانس غیرخطی را نسبت به سه الگوی توزیع دیگر دارا می باشد.

    کلید واژگان: لوله های حامل سیال, ارتعاشات غیرخطی, روش آنالیز هوموتوپی, مواد مدرج تابعی, صفحات گرافن}
    Rasoul Khodabakhsh *, AliReza Saidi, Reza Bahaadini

    In this study, nonlinear vibrations of simply-supported pipes conveying fluid made of multilayer graphene reinforced composite materials have been investigated analytically and based on the Euler-Bernoulli beam theory. The constituent layers of the pipe wall thickness are considered to be made of polymer and graphene platelets and the reinforcing graphene platelets are varied by layers in the pipe wall thickness direction. Four different patterns for distribution of reinforcing graphene platelets, large deformations, and Von-Karman nonlinear strain field are considered. The nonlinear governing equations are derived by the Hamilton principle, they are converted to the ordinary differential equations by the Galerkin method and then are solved analytically using the homotopy analysis method. The variations of the first nonlinear natural frequency of the system with respect to the variation of initial amplitude, fluid velocity, fluid density, pipe length, and also time response of the nonlinear vibrations of the system are presented for different distribution patterns V, X, O and U of the graphene platelets. The results show that the first nonlinear natural frequency of the system for all distribution patterns of graphene platelets is decreased by an increase of pipe length, fluid velocity, and density but increasing the initial amplitude increases the first nonlinear natural frequency and also the distribution pattern V has the highest nonlinear frequency comparing with the other distribution patterns.

    Keywords: Pipes conveying fluid, Nonlinear vibrations, Homotopy analysis method, Functionally graded materials, Graphene platelets}
  • حامد جمشیدی، علی اصغر جعفری*، نادر محمدی
    در این تحقیق، یک مدل تحلیلی مناسب، جهت بررسی رفتار ارتعاشات غیرخطی روتورهای متقارن و نامتقارن تحت نیروهای ناهم محوری و نامیزانی جرمی در دستگاه مختصات دوار ارایه شده است. روتور موردنظر با اتصال ناهم محور به یک موتور متصل گردیده است. برای تحلیل ارتعاشی دقیق تر، از تیوری تیر تیموشنکو و جهت مدل سازی نیروی ناهم محوری، از معادلات گیبنز استفاده شده است. با بکارگیری روش ریلی_ریتز، متغیرهای مکانی و زمانی روابط انرژی از یکدیگر جدا شده و سپس با بهره گیری از اصل همیلتون، معادلات حرکت بدست آمده اند. با بررسی های دقیقی که در این تحقیق انجام گرفته، نشان داده شد که روتورهای نامتقارن برخلاف روتورهای متقارن، در یک محدوده فرکانسی، ناپایدار می شوند. همچنین مقایسه رفتار دینامیکی دو روتور متقارن و نامتقارن در یک فرکانس کاری انجام گرفته تا اثر پارامترهای مختلف بطور مشخص، برای دو روتور دیده شود. جهت بررسی بهتر، ابتدا پاسخ ارتعاشی آنها در حوزه زمان رسم گردید و سپس با گرفتن تبدیل فوریه سریع، پاسخ ها به حوزه فرکانس برده شده تا با مشخص شدن فرکانس های ارتعاشات روتورها، بتوان اثر پارامترهای مختلف را به خوبی مشاهده کرد. بطور کلی در این مطالعه، تاثیر هرکدام از عیوب نامتقارنی شافت، نیروی ناهم محوری، نامیزانی جرمی و همچنین ترم های غیرخطی، روی رفتار دینامیکی روتور، کاملا بررسی گردیده است.
    کلید واژگان: روتور نامتقارن, ناهمراستایی, ارتعاشات غیرخطی, مدل تیر تیموشنکو}
    H. Jamshidi, A. A. Jafari *, N. Mohammadi
    In the present study, a proper analytical model is developed for investigating nonlinear vibration behavior of asymmetric and symmetric rotors under unbalanced and misalignment induced forces in rotating coordinates. The rotor is connected to a motor through an asymmetric coupling. For a more accurate vibration analysis, Timoshenko's beam theory is applied and for a better modeling of misaligned coupling forces, Gibbons’ equations are used. The equations of motion are discretized by Rayleigh-Ritz method and derived from Hamilton's principle, thereafter. According to this investigation, for asymmetric rotors as opposed to symmetric rotors, a frequency range is detected in which resonance and instability occurs. Also, the dynamic behaviors of the symmetric and asymmetric rotors are analyzed at the same rotational speed to indicate specifically the effects of different parameters on both rotors. For investigating the vibration behaviors of the rotors more accurately, their time-domain vibration responses are plotted and then their Fast Fourier Transform (FFT) are presented to determine the vibration frequencies of the rotors, so the effects of different parameters can be well observed. As a whole, in this study, the effects of each of the defects such as shaft asymmetry, misalignment, mass unbalance and also nonlinear terms are investigated on the dynamic behavior of the rotor system.
    Keywords: Asymmetric Rotor, misalignment, Nonlinear Vibration, Timoshenko Beam Theory}
  • رضا شهوه، علی اصغر جعفری، عادل مقصودپور*، علیرضا محمدزاده

    در این پژوهش رفتار ارتعاش غیرخطی قطاع دایروی در تماس با سیال بررسی شده است.ابتدا جابه جایی ها در مختصات قطبی برحسب تیوری تغییر شکلبرشی مرتبه اول در نظر گرفته شده است.کرنش ها بر اساس روابط غیرخطی فون کارمن تعیین شده است.سپس با درنظرگرفتن انرژی های جنبشی و پتانسیلو استفاده از اصل همیلتون معادلات حاکم بر حرکت تعیین شده است.فشار دینامیکی وارد ازسیال بر قطاع با استفاده از حل معادله لاپلاس تابع پتانسیل سرعتسیال و برابری سرعت در سطح تماس سیال و قطاع بر حسب جابه جایی عمودی قطاع بدست آمده است. شکل مودهای فرضی براساس شکل مودهای ارتعاشخطی درنظر گرفته شده است.با استفاده از شکل مودهای فرضی وروش گالرکین معادلات حاکم به معادلات دیفرانسیل زمانی غیرخطی تبدیل شده است.معادلاتدیفرانسیلی غیر خطی براساس روش اختلالات حل شده و فرکانس طبیعی غیرخطی تعیین گردیده است.در انتها برای یک ورق قطاع نمونه نتایج عددی ارایه شده و اثر پارامترهایی چون نسبت ابعادی، زاویه قطاع،شرایط مرزی،چگالی سیال و ارتفاع سیال بررسی شده است . همچنین نتایج بدست آمده بدون درنظرگرفتن سیال با پژوهش های حاضر روش DQM  صحت سنجی شده است که همگرایی خوبی را نشان می دهد.

    کلید واژگان: ارتعاشات غیرخطی, قطاع دایره ای توخالی, درتماس با سیال, روش گالرکین}
    R. Shahveh, A.A. Jafari, A. Maghsoudpour *, A.R. Mohammadzadeh

    In this study, the nonlinear vibration of the annular sector plate in contact with fluid is investigated. The displacements in polar coordinates are considered in terms of the first order shear deformation theory. The strains are determined based on Von-Karman relationships. By considering the kinetic and potential energies and the Hamilton principle, the governing equations of motion are determined. The governing equation of the oscillatory behavior of the fluid is obtained by solving Laplace equation and satisfying its boundary conditions. The shape modes are considered based on linear vibration modes. By using shape modes and Galerkin method, the governing equations have become nonlinear differential equations based on time. The nonlinear differential equations solved based on perturbation method and nonlinear natural frequency is determined. At the end, the numerical results are presented for a sample plate and the effect of parameters such as aspect ratio, sector angle, boundary conditions, fluid density and fluid height have been investigated. Also, the results obtained are verified with the current research (DQM method) and FEM, which shows good convergence.

    Keywords: Nonlinear Vibration, annular sector plate, in contact with fluid, Galerkin method}
  • علی اکبر تقی زاده انوار، حسین محمدی*
    در این مقاله از صفحه گرافن برای طراحی حسگر جرمی با حساسیت بالا استفاده می شود. برای این منظور، ارتعاشات غیر خطی نانوصفحه کربنی بر بستر وینکلر و پسترناک، جهت استفاده به عنوان حسگر جرمی بررسی می گردد. برای مدلسازی نانو صفحه حسگر، از نظریه صفحه غیر موضعی کیرشهف استفاده می شود و اثر جرم های متمرکز واقع بر نقاط دلخواه از صفحه درنظر گرفته می شود، سپس از روش گالرکین جهت تبدیل معادله پاره ای حاکم به معادله دیفرانسیل معمولی استفاده می گردد. در مرحله بعد، از روش سری با مقیاس های زمانی چندگانه، پاسخ فرکانسی غیرخطی سیستم بدست می آید. پارامتر غیرموضعی که نقش مهمی در رفتار نانو سیستم دارد، از طریق مقایسه نتایج کار با پژوهش های دیگر، تعیین می شود و فرکانس طبیعی نانوصفحه کربنی با نتایج دینامیک مولکولی صحت سنجی می گردد. ابعاد نانوصفحه و مشخصات بستر مورد استفاده به گونه ای انتخاب می شود که حسگر طراحی شده، قابلیت تشخیص تک جرم در مرکز نانوصفحه با مقدار پنج زپتو گرم را داشته باشد. قابلیت تشخیص جرمی در چینش های مختلف جرمی نیز بررسی و با یکدیگر مقایسه خواهند شد.
    کلید واژگان: ارتعاشات غیرخطی, جرم گسترده, حسگر جرم سنج, نانوصفحه کربنی, نظریه غیرموضعی}
    A. A. Taghizade Anvar, H. Mohammadi *
    Graphene Sheets are used in this paper to design a high-sensitivity mass sensor. For this purpose, the nonlinear vibrations of carbon nanoplates on the Winkler and Pasternak foundation are investigated for use as a mass sensor. Kirchhoff's nonlocal plate theory is used to model the sensor's nanoplate, and the effect of concentrated masses on the arbitrary points of the plate is considered, then the Galerkin method is used to transform the partial governing equation into the ordinary differential equation. Next, the nonlinear frequency response of the system is obtained by the series method with multiple time scales. The nonlocal parameter that plays an important role in the behavior of the nano system is determined by comparing the results with other studies, and the natural frequency of the carbon nanoplate is verified with the molecular dynamic results. The dimensions of the nanoplate and the characteristics of the foundation used are such that the designed sensor is capable of detecting a single mass in the nanoplate center with five zeptograms. This ability to detect in different mass configurations has also been investigated and compared.
    Keywords: Nonlinear vibrations, mass distribution, mass sensor, graphene sheet, nonlocal elasticity}
  • نازنین فاطمه اسدیزاده، امیر جلالی، سید مهدی حسینی فراش*
    در این مقاله رزونانس ثانویه مافوق هارمونیک پوسته ی مخروطی ناقص جدار نازکی با تقویت کننده های رینگی و طولی که به صورت مشبک نسبت به هم قرارگرفته اند، مطالعه شده است. نیروی هارمونیک به صورت عرضی بر پوسته وارد شده و معادلات غیرخطی حاکم بر حرکت پوسته استخراج گردیده است. معادلات حاکم، با استفاده از تیوری غیرخطی پوسته های نازک دانل-مشتری- ولاسف، با استفاده از تابع تنش ایری به صورت دو معادله ی کوپل بهدست آمده است. برای حل این دو معادله ی کوپل از روش گالرکین غیرخطی استفاده شده و پس از ساده سازی، معادله ی زمانی به دست آمده، از روش هموتوپی پرتوربیشن حل گردیده است. با حل این معادله، رزونانس ثانویه مخروط به صورت پاسخ فرکانسی بهدست آمده و نمودارهای پاسخ فرکانسی برای رزونانس مافوق هارمونیک رسم و بررسی شده است. درنهایت تاثیر پارامترهای مختلف که شامل تغییر تعداد تقویت کننده های طولی، تغییر تعداد تقویت کننده های رینگی، تغییر ضخامت پوسته و تغییر زاویه راس پوسته مخروطی می باشد، مطالعه شد. نتایج تحلیل حاکی از آن است که در سازه مذکور، افزایش تعداد تقویت کننده های طولی و افزایش ضخامت پوسته، باعث انحراف بیشتر نمودار پاسخ فرکانسی به سمت راست شده که بیانگر صلبیت بیشتر سازه است؛ اما افزایش تعداد تقویت کننده های رینگی، باعث انحراف بیشتر نمودار پاسخ فرکانسی به سمت چپ گردیده است که بیانگر کاهش سخت شوندگی پوسته تقویت شده می باشد.
    کلید واژگان: ارتعاشات غیرخطی, رزونانس ثانویه, پوسته ی مخروطی ناقص, روش هموتوپی پرتوربیشن}
    N. F. Asadizadeh, A. Jalali, Seyyed M. Hosseini Farrash *
    In this research, secondary superharmonic frequency analysis of a truncated conical shell, reinforced with stringer and ring stiffeners, under external load is presented. The stiffened shell is subjected to the transverse harmonic external load and the nonlinear governing equations of motion are extracted. Using Donnell-Mushtari-Vlasov theory and Airy stress function, the governing differential equations of motion, which are a system of coupled nonlinear partial different equations, are obtained. The nonlinear Galerkin method along with homotopy perturbation method (HPM) have been applied to solve the equations of motion. A parameter study is performed to show the effects of the various parameters, such as conic apex angle, thickness of the shell, number of rings and stringers, on the frequency responses of secondary resonances. Based on the results, increase of the number of stringers and increase of the shell thickness cause a deviation of frequency response to the right which indicates an increase in the amount of the rigidity of the structure. Further, increase of the number of rings leads to the deviation of frequency response to the left which reveals the reduction in the value of the rigidity of the stiffened shell.
    Keywords: Nonlinear Vibration, Secondary resonance, Truncated conical shell, Homotopy perturbation method}
  • احمد مامندی*، میلاد میرزایی قلعه
    در این مقاله، تحلیل ارتعاشات غیرخطی میکروتیر بر روی بستر وینکلر و تحت تاثیر بار محوری فشاری در دو انتهای آن مورد بررسی قرار گرفته است. معادله دیفرانسیل با مشتقات جزیی حاکم بر حرکت میکروتیر اویلر برنولی در راستای عرضی با در نظر گرفتن رابطه هوک بر اساس نظریه تنش کوپل اصلاح شده با استفاده از اصل هامیلتون استخراج شده اند. معادله دیفرانسیل حاکم بر ارتعاشات جانبی با استفاده از روش گالرکین به یک معادله دیفرانسیل معمولی تبدیل شده و سپس با بهره گیری از روش حل غیرخطی هی، جوابی تحلیلی برای پاسخ فرکانسی میکروتیر استخراج می گردد. اثر تغییر پارامترهای مختلف شامل پارامتر هندسی مقیاس انداره میکروتیر، سفتی بستر وینکلر و بار محوری فشاری در فرکانس های طبیعی غیرخطی و خطی مورد بررسی قرار گرفته اند. مشاهده گردید که با افزایش نیروی محوری فشاری، نسبت بی بعد فرکانس غیرخطی به فرکانس خطی افزایش می یابد و مقدار این نسبت برای میکروتیر با شرط مرزی دوسر مفصل بیشتر از شرط مرزی دوسرگیردار می باشد.
    کلید واژگان: ارتعاشات غیرخطی, میکروتیر, بستر وینکلر, بار محوری فشاری, نظریه تنش کوپل اصلاح شده}
    A. Mamandi *, M. Mirzaei Ghaleh
    In this paper, nonlinear vibration analysis of a microbeam on Winkler type of foundation and subjected to an axial compressive load on its both ends is investigated. The partial differential governing equation of motion in transverse direction for the Euler-Bernoulli microbeam considering the Hook’s law based on the couple stress theory and applying the Hamilton principle is derived. Using Galerkin method, the partial differential equation of vibration in lateral direction is converted to an ordinary differential equation and then is analytically solved using the He’s nonlinear method to obtain frequency response of the microbeam. Effect of changes of various parameters such as geometrical size scale of microbeam, stiffness of Winkler foundation and axial compressive load on the nonlinear and linear natural frequencies are all investigated. It is seen that by increasing the axial compressive load, the dimensionless ratio of nonlinear frequency to linear frequency increases and the value of this ratio for the pinned-pinned microbeam is greater than the one for a clamped-clamped microbeam.
    Keywords: Nonlinear Vibration, Microbeam, Winkler Foundation, Compressive Axial Load, modified couple stress theory}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال