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 « natural frequency » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «natural frequency» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • Hamed Petoft, Abbas Rahi *
    The current paper proposes the vibrational behavior of a cracked micro-cantilever Euler-Bernoulli beam with a concentrated mass and its moment of inertia at the free-end boundary condition based on the Modified Couple Stress Theory (MCST). We model the open-edge crack and calculate its stiffness. We also consider The Stress Intensity Factor (SIF). Using Hamilton’s principle, the associated boundary conditions followed by the system’s dynamic equations are derived based on MCST. Afterward, the natural frequencies of the cracked micro-cantilever beam are semi-analytically determined. In the numerical results, we obtain the first three natural frequencies of the system versus various parameters containing the crack depth and location changes and the material length scale parameter with the different mass ratios. The results are verified with similar previous research. The calculated results indicate that increasing the crack depth, approaching the crack location to the concentrated mass and the node points, and increasing the mass ratio cause a decrease in frequencies. However, increasing the material length scale parameter causes an increase in the natural frequencies due to raising the total strain energy of the system.
    Keywords: Crack, Micro-Cantilever Beam, MCST, Mass Ratio, Natural Frequency}
  • Mohammad Ravanbod, Salman Ebrahimi-Nejad *
    Brake noise is often caused by the coupling of the natural frequencies of the disc and pad. To prevent this, it is important to control the natural frequencies of these components, hence, the dispersion of natural frequency values is a critical factor in brake noise determination. This paper examines how the brake pad's natural frequencies and mode shapes are affected by its friction material properties, such as Poisson's ratio, Young's modulus, and shear modulus in different directions. Two brake pad designs from Land Rover are modelled and analysed using finite element analysis (FEA) and experimental modal analysis (EMA). A machine learning algorithm based on multiple-features linear regression is used to identify the main friction material parameters and their relationship to the natural frequencies. The results show that increasing the transverse Young's modulus or decreasing the longitudinal Young's modulus, shear modulus, or Poisson's ratio in all directions can increase the natural frequencies. Consequently, the paper suggests that Poisson's ratio and transverse Young's modulus should be considered when selecting friction compounds for brake pads.
    Keywords: Friction Material Properties, Brake Pads, Finite Element Analysis (FEM), Natural Frequency, Multiple-Features Linear Regression}
  • Amirhosein Samimi, M. R. Karamooz-Ravari *, Reza Dehghani

    Cellular lattice structures encompass a class of metamaterials characterized by the arrangement of interconnected struts and/or plates, offering an adaptable microstructure that enables a broad range of property control. These structures have garnered significant attention for their distinctive properties and have found widespread application across industries such as aerospace, medical, pharmaceutical, automotive, defense and safety. This study seeks to explore the impact of geometric parameters on the natural frequency and damping coefficient of cellular lattice structures. Samples featuring BCC and OCTET architectures with varying porosities were initially produced using fused deposition modeling (FDM). Subsequently, both experimental and numerical analyses were conducted to assess the first natural frequency and damping coefficient of these materials. Comparison of the numerically obtained results with experimental data revealed a strong agreement. The findings indicate that, for both BCC and OCTET lattices, an increase in porosity is associated with a decrease in both natural frequency and damping coefficient.

    Keywords: Lattice Structures, Natural Frequency, Finite Element, Vibration, Damping}
  • مهدی آدینه*
    در پژوهش حاضر، فرکانس های طبیعی ورق مستطیلی ساخته شده از مواد مدرج تابعی چند جهته روی بستر الاستیک مورد بررسی قرار گرفته است. تغییرات تدریجی خواص مکانیکی ماده در ورق مورد بررسی، در هر سه جهت مختصاتی امکان پذیر است. روابط مربوطه بر طبق تئوری الاستیسیته سه بعدی نگارش شده و با استفاده از روش تعمیم یافته مربعات دیفرانسیلی گسسته سازی شده است. با مقایسه نتایج برای چند مثال موجود در مقالات منتشر شده، صحت سنجی روش و حل انجام شده مورد بررسی قرار گرفته که نشان دهنده دقت بالای شیوه مورد استفاده است. در ادامه، اثر تغییرات خواص مکانیکی ماده در هر یک از جهات مختصاتی و یا ترکیبی از جهات مختلف برای چند نمونه مورد توجه قرار گرفته و نتایج با هم مقایسه شده اند. همچنین اثر تغییرات ضخامت ورق، تغییر نسبت ابعاد ورق و نیز تاثیر پارامترهای بستر الاستیک برای چند شرط مرزی مختلف مطالعه شده و در قالب نمودارهایی گزارش شده است. نتایج نشان می دهد جهت تغییر خواص ماده نیز می تواند تاثیر قابل توجهی بر فرکانس طبیعی ورق داشته باشد.
    کلید واژگان: فرکانس طبیعی, ورق مدرج تابعی, الاستیسیته سه-بعدی}
    Mahdi Adineh *
    In the present study, the natural frequencies of rectangular plates made of multi-directional functionally graded materials on an elastic substrate was investigated for the first time. The mechanical properties of the material in the examined plate can be changed in all three coordinate directions according to a power law function. Equations of motion are written according to the three-dimensional theory of elasticity and then discretized using the method of Generalized Differential Quadratics. By comparing the results of several examples in the published articles, the validity of the method and the solution was examined, indicating the high accuracy of the method used. The influence of a change in direction on the mechanical properties is examined using several examples and the results are examined. In addition, the effects of plate thickness, plate dimension ratio and the effects of elastic foundation parameters for different boundary conditions were investigated and presented in the form of diagrams. The results show that the direction of change in material properties can have a significant effect on the natural frequency of the plate.
    Keywords: Natural Frequency, Functionally Graded Plate, Three Dimensional Elasticity}
  • MohammadReza Najafi, Saied Mahjoub Moghadas*

    In this paper, the pressure distribution on the slippers of a mono-rail sled with vibration damping is investigated. Due to the many applications of sled testing in the aerospace industry, the study of system vibrations is highly noticeable. In this research, first, by mathematical modelling of the sled, the governing Equations are extracted and natural frequencies and vibration modes are obtained from the analytical method using the mass and stiffness matrix of the system. Then, using numerical simulation and validation methods with experimental results performed in wind tunnels, the modal analysis of the designed sled sample is performed. A difference of less than eight percent in both numerical and analytical methods proves the accuracy of the results. The results show that the role of the slipper in the vibrations created in the sled is very important due to the large torsional and transverse oscillations in different positions, and the highest static pressure occurs in the inner layer of the slipper.

    Keywords: Modal Analysis, Natural Frequency, Pressure Distribution, Sled Test, Slipper}
  • محمد حسین زاده، رضا پیل افکن*، علی علی جانی، وحید عرب ملکی

    در این مقاله، رفتار ارتعاشات غیرخطی میکروورق نانوکامپوزیتی تقویت شده با نانولوله های کربنی در تماس با سیال ساکن بررسی شده است. معادلات حرکت با استفاده از نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول صفحات و در نظر گرفتن اثر اندازه های کوچک و تغییر شکل های بزرگ به دست آمده است. خواص مکانیکی معادل با استفاده از قانون مخلوط ها تعیین شده است. معادلات غیرخطی حاکم با استفاده از روش گالرکین گسسته سازی شده و پاسخ معادله به صورت عددی به دست آمده است. پس از صحت سنجی نتایج، تاثیر مشخصات هندسی میکروورق، پارامتر اندازه های کوچک، ارتفاع سیال و کسر وزنی نانولوله های کربنی بر فرکانس های طبیعی و پاسخ دینامیکی مطالعه شده است. نتایج نشان می دهد با افزایش ارتفاع سیال فرکانس طبیعی کاهش می یابد. همچنین، تقویت میکروورق با استفاده از نانولوله های کربنی باعث رفتار سخت شوندگی فنر نرم شونده شده و منحنی پاسخ را به طور قابل ملاحظه ای به سمت راست خم می کند. این خمش با تغییرات جزئی در فرکانس تحریک می تواند باعث بروز ناپایداری جهش شود. نمودارهای پاسخ زمانی، منحنی فاز و پوانکاره نشان می دهد که رفتار ارتعاشی متناوب، شبه متناوب و آشوبناک در سیستم اتفاق می افتد.

    کلید واژگان: تحلیل ارتعاشی, میکروورق, نانوکامپوزیت, نانولوله های کربنی, سیال ساکن, فرکانس طبیعی}
    M . Hoseinzadeh, R. Pilafkan*, A. Alijani, V . Arab Maleki

    This paper discusses the nonlinear dynamic behavior of nanocomposite microplates reinforced with carbon nanotubes in contact with static fluids. Equations of motion are derived using the first-order shear deformation theory of plates and considering the size effects and large deformations. Effective mechanical properties are determined by applying the law of mixtures. By use of the Galerkin method, the nonlinear equations governing motion are discretized and the numerical solution is obtained. The results have been verified and the effect of micro-plate geometrical characteristics, small size parameter, fluid height and weight fraction of the carbon nanotubes studied on natural linear and nonlinear frequencies and the dynamic response has been evaluated. The results indicate that the natural frequency of the system decreases with increasing fluid height. The reinforcement of microplates by carbon nanotubes also results in a softening of the stiffening behavior of the spring and a substantial bending of the response curve. Depending on the excitation frequency, this bending may result in jump instability. By examining the time response, phase, and Poincaré map of the system, periodic, quasi-periodic, and chaotic vibration behavior can be observed.

    Keywords: Vibration Analysis, Microplate, Nanocomposie, Carbon Nanotube, Static Fluid, Natural Frequency}
  • سیروان فرهادی*، محمد اصلانی
    در این تحقیق القای تنشهای متناوب فرکانس بالا در قطعات فولادی با استفاده از میدان مغناطیسی متناوب به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. این کار ضمن القای تنش های متناوب، می تواند باعث افزایش دمای قطعه و تسهیل آزادسازی تنش های پسماند گردد. تنش های پسماند ناشی از فرایند جوشکاری در ناحیه اطراف خط جوش، مثال خوبی برای کاربردهای این روش هستند. این روش بسیار سریع است و بدون محدودیت مکانی می توان آن را برای قطعات کوچک یا بزرگ مورد استفاده قرار داد. همچنین ابزارهای لازم برای این کار را می توان به آسانی و با هزینه های نسبتا کمی تهیه نمود.در این مطالعه، برای القای میدان مغناطیسی، از یک سیم پیچ کوچک با هسته آهنی استفاده گردید و برای ایجاد جریان نوسانی در سیم پیچ، از یک بورد الکتریکی ساده و ارزان قیمت استفاده شد که به وسیله یک سویچ الکترونیکی فرکانس بالا که در مسیر یک جریان مستقیم قرار گرفته است، یک موج متناوب مستطیلی را ایجاد می نماید. نتایج تجربی به دست آمده نشان می دهند که قطعه را می توان در فرکانس های نزدیک فرکانس طبیعی طولی قطعه و یا زیر هارمونی های آن به تشدید رساند و در این حالت تنش های طولی در مرتبه 100 مگاپاسکال در قطعه القا می شود. با ارتقای تجهیزات الکتریکی تهیه شده در این پژوهش، این امکان وجود دارد که تنش های القایی تا چندین برابر نیز افزایش داده شوند.بنابراین، به نظر می رسد با استفاده از تجهیزات مناسب، روش القای میدان مغناطیسی فرکانس بالا بتواند به عنوان یک روش جایگزین در عملیات تنش زدایی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلید واژگان: القای تنش, میدان مغناطیسی متناوب, فرکانس طبیعی}
    Sirwan Farhadi *, Mohammad Aslani
    In this research, the induction of high-frequency alternating stresses in steel parts using an alternating magnetic field has been investigated experimentally. This treatment, in addition to the induction of alternating stresses, can increase the temperature of the part and facilitate the release of residual stresses. Residual stresses caused by the welding process in the area around the weld line are a good example of the applications of this method. This method is very fast, and it can be used for small or large parts without space limitations. Also, the necessary equipment can be prepared easily at low costs.In this study, a small coil with an iron core was used to induce the magnetic field, and a simple and cheap electric board was used to create an oscillating current in the coil. The electric board employs a high-frequency electronic switch in a DC circuit to generate a rectangular waveform voltage. The obtained experimental results show that the steel part can resonate at frequencies close to the first longitudinal natural frequency or its subharmonics, and in this case, normal stresses in the order of 100 MPa are induced in the part. By upgrading the electrical equipment prepared in this research, it is possible to increase the induced stresses several times. Hence, employing appropriate equipment, the high-frequency magnetic induction method can be used as an alternative method for stress relief of welded joints.
    Keywords: Stress induction, Alternating magnetic field, natural frequency}
  • محمدرضا الهامی*، محمدرضا نجفی، اسدالله پناهنده

    در این مقاله اثر تغییر گام بر فرکانس های یک ملخ گام متغیر به صورت تحلیلی، عددی و تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا معادلات ارتعاشات آزاد پره ی ملخ با استفاده از روش گالرکین استخراج شد. از اسکنر سه بعدی برای به دست آوردن پروفیل پره و آزمایش تراست استاتیکی جهت تعیین شرایط بارگذاری ملخ استفاده شد. به منظور آزمون مودال در حالت دورانی، شبیه سازی آنالیزمودال به کمک نرم افزار آباکوس انجام و نتایج با آزمون مودال تجربی در حالت استاتیکی صحت سنجی شد. نتایج تجربی مانند روش تحلیلی نشان داد که با افزایش گام، فرکانس طبیعی در مودهای فرد کاهش و در مودهای زوج افزایش می یابد. درنهایت نیز دیاگرام اسپک رسم گردید که هیچ گونه مشکل رزونانسی در شرایط کاری پره ملخ وجود نداشت

    کلید واژگان: ارتعاشات پره ملخ, فرکانس طبیعی, ملخ گام متغیر, روش گالرکین, آنالیز مودال}
    MohammadReza Elhami *, MohammadReza Najafi, AsadAllah Panahandeh

    In this paper, effect of pitch variation on vibrations of a propeller variable pitch is studied numerically and experimentally. The free vibrations equations of a propeller blade were extracted using the Galerkin method. A three-dimensional scanner was utilized to obtain blade profile and static trust with the aim of determining propeller loading status. To obtain modal analysis, the simulation analysis was done using Abaqus software in rotating condition, and results were validated with experimental modal test in static status. Both of experimental and analytical methods results represent that with increasing pitch, the variations of natural frequency are reduced and increased at odd and even frequency modes, respectively. Considering the campbell diagram, no resonance problem was observed in the case of the propeller blade, at working period.

    Keywords: Propeller blade vibrations, natural frequency, variable pitch propeller, Galerkin method, modal analysis}
  • میلاد عظیمی*، صمد مرادی
    این مقاله به ایجاد یک بستر محاسباتی برای مسیله فرمیابی و تحلیل ارتعاشات سازه سه میله ای با پیش تنش محوری پرداخته است. فرایند فرمیابی به واسطه تعیین ماتریسهای اتصال در قالب دو مرحله تعیین مختصات گره ها و چگالی نیروی اعضاء انجام شده است. بطوریکه با سعی و خطا، حالتهای ممکن برای مختصات گره ها و چگالی نیروها صرفا با اطلاع از توپولوژی و نوع اعضاء تا ارضاء الزامات رنک در ماتریسهای چگالی نیرو و تعادل تعیین شده است. سپس معادلات حرکت و تحلیل ارتعاشات آزاد در قالب فرکانسهای طبیعی سیستم با بکارگیری روش المان طیفی و استفاده از شکل مودهای دینامیکی استخراج شده است. شبیه سازیها برای ارتفاعهای مختلف سیستم و نسبت مساحت سطح فوقانی به سطح پایینی ارایه و با روش المان محدود مقایسه شده است. نتایج حاصل در قالب یک مطالعه مقایسه ای برای فرکانسهای طبیعی توپولوژیهای مختلف سازه تنسگریتی سه میله ای، بیانگر میزان قوام فرمهای مختلف سازه برای کاربردهای تک یا چند بخشی میباشد.
    کلید واژگان: ارتعاشات, المان طیفی, تنسگریتی نوع اول, فرم یابی, فرکانس طبیعی}
    Milad Azimi *, Samad Moradi
    This paper deals with form-finding and free vibration analysis of a pre-stressed class-one triplex tensegrity structure. The form-finding is performed via a two-step procedure, the nodal coordinates connectivity matrix, and structural element force density determination. Accordingly, the possible states for the nodal coordinates and the structural force density of the triplex prism have been determined by trial and error (based on topology and member type knowledge) to satisfy the force density, and equilibrium matrices rank requirements. Based on different structural topologies, the equation of the motion in the frequency domain for free vibration analysis of the system is derived using the spectral element approach and dynamic shape functions. Simulations are provided for different system heights and the top-bottom aria ratios and compared with the FEM. The numerical simulations in the form of a comparative study of the natural frequencies of triplex tensegrity prism with different heights and cross-sections represent the system’s robustness with different topologies for single or multi-stage applications.
    Keywords: Class-one tensegrity, Form-finding, Natural frequency, Spectral element, vibration}
  • Dmitry Indeitsev, Pavel Udalov, Ivan Popov, Alexei Lukin *
    This paper investigates the problem of free vibrations of a hemispherical shell resonator of a rate-integrating gyroscope. A new realization of the approximate Ritz method for determining the frequencies and forms of free vibrations of an elastic hemisphere is proposed. Based on comparison with the results of direct finite-element modeling, it is shown that the proposed approach provides significantly greater accuracy in solving the spectral problem as compared to the solution based on analytical Rayleigh expressions for the forms of pure bending of the hemispherical surface. The importance of considering the potential energy of stretching of the mid-shell surface for the exact determination of frequencies and resonators waveforms for typical geometric parameters is noted. The degree of influence of the introduced refinements into the resonator’s mathematical model on the values of frequency splitting associated with gyroscopic forces and mass imperfections is investigated.
    Keywords: RIG, hemispherical resonator, Natural frequency, Ritz method, Rayleigh solution}
  • شهرام قربانی فر*، محمد طیبی رهنی، داور نورمحمدی
    مدتهاست که مطالعه رفتار قطره آونگان به عنوان یک سیستم دینامیکی غیرخطی مورد توجه محققان قرار گرفته است. رفتار ارتعاشی قطره آونگان در فرکانس های تشدید حاوی اطلاعات مفیدی برای بررسی سیستم های دینامیکی پیچیده تر است. اعداد بی بعد باند و کپیلاری پارامترهای مهم و موثری در رفتار قطره هستند. در این کار، اثر اعداد باند و کپیلاری بر روی فرکانس تشدیدقطره آونگان بررسی شده است. از شبکه بولتزمن دوبعدی با زمان آرامش چندگانه برای شبیه سازی نوسانات قطره با استفاده از یک مدل پایستار برای نسبت چگالی های بالا استفاده شده است. با استفاده از این مدل، ویژگی های نوسانی قطره برای مقادیر مختلف اعداد باند و کپیلاری محاسبه شدند. مشخص شد که افزایش عدد Bo از 0.11 به 1.96 باعث افزایش فرکانس طبیعی از 0.0003278 به 0.00188 (در مقیاس لتیس) به روشی تقریبا خطی می شود. همچنین، افزایش عدد کپیلاری از 0.000018 به 0.00073 باعث افزایش فرکانس طبیعی از 0.0003278 به 0.00057 با ماهیتی لگاریتمی می شود.
    کلید واژگان: دینامیک قطره, نوسانات غیرخطی قطره, فرکانس طبیعی, فرکانس مافوق هارمونیک, فرکانس مادون هارمونیک}
    Shahram Ghorbanifar *, Mohammad Taeibi, Davar Nourmohammadi
    The study of pendent drop behavior as a nonlinear dynamical system has long been the focus of researchers. The vibrational behavior of the pendent drop at resonant frequencies contains useful information for investigating more complex dynamic systems. The oscillatory behavior of pendent drop at resonant frequencies contains useful information for investigating more complex dynamical systems. Dimensionless Bond and capillary numbers are important and effective parameters in the pendent drop behavior. In this work, the effect of dimensionless Bond and capillary numbers on the resonant frequency of the pendent drop is investigated. Two-dimensional multi-relaxation ‎time lattice Boltzmann method (MRT-LBM) was used to simulate the oscillations of the drop using a conservative model for high-density ratio. Using this model, the drop oscillatory characteristics were calculated for different values of Bond and capillary numbers. It was realized that increasing the Bo number from 0.11 to 1.96 causes an increase in natural frequency from 3.278E-4 to 1.88E-3 in an almost linear manner. Also, increasing the capillary number from ‎1.8E-5‎ to ‎7.3E-4‎ causes an increase in natural frequency from 3.278E-4 to 5.700E-4 in a non-linear logarithmic manner.
    Keywords: Drop dynamics, Nonlinear oscillations of drop, natural frequency, Superharmonic frequency, Subharmonic frequency}
  • حمید دهقان طرزجانی*، محمدعلی نظری، محمد محجوب

    فرکانس های طبیعی و شکل مودهای استخوان به طور گسترده در تشخیص بهبود شکستگی استخوان، بازسازی مجدد استخوان، تشخیص پوکی استخوان و برهم کنش ایمپلنت و استخوان مورد استفاده قرار می گیرد. این مشخصه ها را می توان با استفاده از تحلیل های عددی و مدل سازی اجزای محدود تخمین زده و با تست مودال نمونه های آزمایشگاهی اندازه گیری و صحه گذاری نمود. ناهمگنی استخوان در مدل های اجزای محدود بر فرکانس طبیعی آن تاثیر می گذارد. در این تحقیق تاثیر ناهمگنی استخوان و روابط چگالی-الاستیسیته بر فرکانس طبیعی استخوان و دقت تخمین آنها بررسی شده است. یک استخوان تیبیا گاوی تهیه و مورد تست مودال قرار گرفت. نتایج تجربی تست مودال با نتایج مدل اجزای محدود سه بعدی ایجاد شده از روی تصاویر سی تی اسکن استخوان، مقایسه گردید. ناهمگنی بر مبنای روابط چگالی-الاستیسیته پیشنهادی به صورت المان به المان (پیوسته) و به صورت ناحیه ای بر مبنای یک تلرانس (گسسته) در مدل اعمال شد. مقایسه نتایج مدل های ناهمگن با نتایج تجربی نشان می دهد که تفاوت بسیار کمی بین فرکانس های طبیعی مدل های ناهمگن گسسته و پیوسته وجود دارد. بطوریکه برای پنج فرکانس اول، یک مدل ناهمگن گسسته با 20 ناحیه، می تواند فرکانس های طبیعی را با خطای کمتر از 2درصد و صرف هزینه و زمان کمتر پیش بینی نماید.

    کلید واژگان: فرکانس طبیعی, شکل مود, استخوان تیبیا, ناهمگنی استخوان, تست مودال, اجزای محدود}
    Hamid Dehghan Tarzjani *, MohammadAli Nazari, Mohammad Mahjoob

    The natural frequencies and mode shapes of bone are widely used in the diagnosis of bone fracture healing, bone remodeling, osteoporosis diagnosis, and implant-bone interaction. These characteristics can be estimated using numerical analysis and finite element modeling and measured and validated by modal testing of laboratory samples. Bone heterogeneity in finite element models affects its natural frequency. In this research, the effect of bone heterogeneity and density-elasticity relationships on the natural frequency of bone and the accuracy of their estimation have been investigated. A cow tibia bone was prepared and subjected to modal test. The experimental results of the modal test were compared with the results of the 3D finite element model created from the bone CT scan images. Inhomogeneity based on the proposed density-elasticity relationships was applied element by element (continuous) and regionally based on a tolerance (discrete) in the model. Comparing the results of heterogeneous models with experimental results shows that there is very little difference between the natural frequencies of discrete and continuous heterogeneous models. So, for the first five frequencies, a discrete heterogeneous model with 20 regions can predict the natural frequencies with an error of less than 2% with less cost and shorter time.

    Keywords: Natural Frequency, Mode Shapes, Tibia Bone, Bone Heterogeneity, Modal Test, Finite Elements}
  • Ali Shahabi, AmirHossein Kazemian *

    This work studies on analytical model of the single–stage spur planetary gear in form of lumped–parameter model. It includes key nonlinear factors of planetary gear vibration such as mesh stiffness and backlash of meshing gears. The planetary gear set is modeled as a set of lumped masses and springs and dynamic model of the planetary gear set is presented. Nonlinear equations of motion are presented for each component and each component has three degrees of freedom in planar motion. We have numerically evaluated a set of linear and nonlinear equations to obtain natural frequencies and analysis of vibration behavior of the system under nonlinear factors and fixed output. In previous researches, natural frequencies of planetary gears were evaluated from two points of view: the first one considered fixed output for planetary gears and the second one consists of free rotational output. In this research, the influence of the output flexibility is evaluated on natural frequencies of the planetary gear. Meanwhile, by considering the fixed output, vibration behavior of the nonlinear system is investigated. Results show that the most important effect of the output flexibility is on the principal natural frequency. Because of chaotic phenomenon, vibration behavior of components in translational directions is different.

    Keywords: Backlash, Chaotic phenomenon, Mesh stiffness, Natural frequency, Spur planetary gear}
  • Mohammad Reza Najafi, Saied Mahjoub Moghadas *
    Protection of sled systems from destructive vibrations is inevitably under attraction due to the importance of sled testing in the aerospace industry. A pair of SBR dampers were used between the slipper and the sled body to reduce vertical vibrations, so a design of the sled model was studied. Both equivalent stiffness and equivalent damping of the sled system were obtained to reduce the transmission of vibrations from slippers to the body. A combination of analytical, numerical and experimental test methods was utilized and the results were validated. The stiffness values of 370500 and 391000 N⁄m were obtained from numerical and experimental measurements, respectively. Finally, by designing the sled model, first and second natural frequencies of 12.49 and 19.56 Hz and mode shapes of the sled system were obtained. The results show that the dampers used in the sled have an important role in reducing the transmission of vibrations to the sled body by withstanding the tension and pressure on the slippers.
    Keywords: Damper, Equivalent stiffness, Equivalent damping, Natural frequency, Sled test}
  • رضا امیریان، غلامرضا زارع پور، منصور طالبی*
    یکی از مهم ترین پارامترها در تحلیل رفتار ارتعاشی میله سوخت خصوصیات الاستیک شبکه های نگهدارنده است. در این پژوهش برای تعیین ضرایب فنریت این نگهدارنده ها که مربوط به یک مجتمع سوخت با طرح دایره ای است از ترکیب تست های آزمایشگاهی و فرمول تیوری بهره گرفته شده است. به منظور صحه گذاری مدل عددی یک سامانه تست مودال ویژه این پژوهش طراحی، ساخته و راه اندازی شده است. نتایج تست مودال بیانگر آن است که چگالی معادل میله سوخت مجازی به شکل مود طبیعی میله وابسته است. سپس ضریب های فنریت نگهدارنده های میانی و قیدهای انتهایی به کمک مقایسه نتایج شبیه سازی عددی با نتایج تست های مودال تعریف شده در حالت های مختلف قیدگذاری میله توخالی، اصلاح شده است. نتایج شبیه سازی بیانگر این موضوع است که علاوه بر نگهدارنده های میانی، قیدهای انتهایی نیز تاثیر بسزایی بر فرکانس های طبیعی میله دارد. نتایج تحلیل حساسیت نشان می دهد که این ضرایب به شکل مود طبیعی میله وابسته است. همچنین نتایج نشان می دهد که با بروزرسانی ضرایب فنریت نگهدارنده های میانی و انتهایی به مقدار قابل ملاحظه ای خطای تخمین فرکانس های طبیعی کاهش و تخمین شکل مودهای طبیعی بر اساس معیار اطمینان مودال بهبود یافته است.
    کلید واژگان: تحلیل عددی و تجربی مودال, میله سوخت, شبکه نگهدارنده, فرکانس و شکل مود طبیعی, تحلیل حساسیت}
    Reza Amirian, Gholamreza Zarepoor, Mansour Talebi *
    One of the most important parameters in the analysis of the vibration behavior of the fuel rod is the elastic properties of spacer grids. In this research the combination of laboratory tests and theoretical formula was used to determine the elastic coefficients of these spacers that is related to fuel assembly with circular design. In order to validate the numerical model a spatial modal test set-up has been designed, constructed and set up to perform the modal test. The modal test results indicate that equivalent density of the dummy fuel rod depends on the natural mode of the rod. Then, the spring coefficients of the middle spacers and end constraints have been modified by comparing the results of numerical simulation with the results of modal tests defined in different supporting states of the hollow rod. The simulation results show that in addition to the middle spacers, also the end constraints have a significant effect on the natural frequencies of the rod. The Sensitivity Analysis results show that these coefficients depend on the natural mode of the rod. In addition, the results show that by updating the spring coefficients of the middle spacers and end constraints the estimation error of natural frequencies has been significantly reduced and the estimation of natural mode shapes based on the modal assurance criterion has been significantly improved.
    Keywords: Numerical, Experimental Modal Analysis, Fuel Rod, Spacer Grid, Natural Frequency, Mode Shape, sensitivity analysis}
  • Behzad Heidarpour, Abbas Rahi *

    Due to the extensive development and increasing use of microsystems, it is important to predict the behavior of these structures, especially their vibration behavior. In this study, a micro sensor that has been damaged by a crack is investigated. The damaged micro sensor is modeled as a micro beam with a crack. In this modeling, the crack is modeled as a torsion spring. In the modeling, flexoelectric effect, piezoelectric effect, and electric field caused by the applied voltage have been considered. After mathematical modeling, the governing equations have been extracted using Hamilton's principle based on the modified couple stress theory(MCST). The results of the analytical solution of the equations show that increasing the voltage applied to the micro sensor causes the natural frequency to increase and increasing the piezoelectric constant causes the effective stiffness of the micro structure to increase and as a result the natural frequency increases. Also, the results show that changing the flexoelectric constant in the micro sensor does not significantly change the natural frequency of the system.

    Keywords: Flexoelectric, Micro beam, MCST, Crack, Natural frequency}
  • فرزاد جعفری پور، عباس رهی*، سید احمد مرتضوی، سید محمد جعفری

    در این مقاله امکان سنجی تغییر آلیاژ پره های ردیف آخر توربین بخار نیروگاه رامین اهواز به منظور افزایش عمر آن با رویکرد ارتعاشات مورد مطالعه قرار گرفته است. بعد از وارد کردن مدل هندسی به محیط نرم افزار Ansys، تحلیل دینامیکی و تحلیل تنش بر روی مدل برای آلیاژ فولادی و آلیاژ تیتانیوم و نیز رشد ترک در مدل تک پره، انجام شده است. در تحلیل دینامیکی، نتایج نشان داد زمانی که جنس پره های توربین از آلیاژ تیتانیوم باشد، می توان شرایط ارتعاشی بهتری در پره های توربین ایجاد کرده و از بروز احتمالی پدیده تشدید جلوگیری کرد. همچنین در تحلیل تنش، زمانی که از آلیاژ تیتانیوم در پره استفاده می شود، تنش ون میسز به دست آمده تقریبا برابر با نصف تنش به دست آمده از آلیاژ فولادی می باشد. هنگامی که پره در قسمت ریشه دچار ترک شود، برای حالتی که پره توربین از جنس آلیاژ تیتانیوم باشد، مقدار ضریب شدت تنش محاسبه شده، حدود 50 درصد کاهش داشته است.

    کلید واژگان: پره توربین بخار, دیاگرام کمپبل, فرکانس طبیعی, تحلیل دینامیکی, آلیاژ تیتانیوم, امکان سنجی}
    F. Jafaripour, A. Rahi *, S. A. Mortazavi, S. M. Jafari

    In this paper, it is possible to change the alloy of the blades of the last row of steam turbine blades of Ahvaz Ramin power plant in order to increase the life with the vibration approach. After entering the geometric model into the ANSYS, dynamic analysis and stress analysis are performed on the model for steel alloy and titanium alloy, as well as crack growth in the single-blade model. In the dynamic analysis, the results showed that when we consider the material of the turbine blades as titanium alloy, we can create better vibration conditions in the turbine blades and prevent the possible occurrence of resonance phenomenon. Also in stress analysis, when titanium alloy is used in the blade, the Von Mises stress obtained is approximately equal to half the stress obtained from the steel alloy. When the blade cracks at the root, the amount of stress intensity calculated in the turbine blade is reduced by almost 50% when the blade is made of titanium alloy.

    Keywords: Steam turbine blade, Campbell diagram, Natural frequency, Dynamic analysis, Titanium alloy, Feasibility study}
  • عباس رهی*، مهدی حسین پور
    در فرآیند داخل تراشی با نسبت طول به قطر بیشتر از چهار به دلیل سفتی پایین ابزار، ارتعاش زیادی ایجاد می شود و کیفیت ماشینکاری سطح را پایین می آورد. به همین دلیل کنترل و کاهش ارتعاش ابزار داخل تراش همواره مورد توجه است. در این مقاله ارتعاش جانبی یک ابزار داخل تراش با طول بلند مجهز به جاذب دینامیکی و تاثیر پارامترهای مختلف مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور ابتدا معادلات حاکم بر ارتعاش جانبی سیستم استخراج و با استفاده از روش مودهای فرضی حل می شود. سپس تاثیر وجود جاذب و پارامترهای اصلی آن همانند موقعیت جاذب، سفتی جاذب و طول جاذب بر روی ارتعاش ابزار داخل تراش مورد مطالعه قرار می گیرد و نتایج به صورت نمودارهایی ارایه می شوند. نتایج حاصل نشان می دهند که اضافه شدن جاذب باعث افزایش فرکانس طبیعی ابزار به مقدار 10 درصد می شود و هر چه جاذب به نوک ابزار نزدیک تر می شود عملکرد بهتری نشان می دهد. همچنین با افزایش سفتی فنر جاذب، بازه عملکرد پایدار داخل تراشی افزایش می یابد و ابزار در فرکانس های بالاتری شروع به ارتعاش می کند. علاوه بر آن با افزایش طول جاذب تا طول 175 میلی متر، فاصله بین دو فرکانس تشدید جاذب افزایش می یابد که نشان از افزایش ناحیه عملکرد پایدار و صلبیت دینامیکی بیشتر است و از طول های بیشتر از 175 میلی متر، این رفتار کاهشی می شود.
    کلید واژگان: جاذب دینامیکی, فرکانس طبیعی, داخل تراش, سفتی, ارتعاش}
    Abbas Rahi *, Mahdi Hosseinpour
    In the lathe process with a length-to-diameter ratio of more than four, due to the low rigidity of the tool, a lot of vibration is created and the machining quality of the surface is reduced. For this reason, controlling and reducing the vibration of the lathe tool is always important. In this paper, the lateral vibration of a long lathe tool equipped with a dynamic absorber and the effect of various parameters are investigated. For this purpose, first, the equations governing the lateral vibration of the system are extracted and solved using the hypothetical modes method. Then, the effect of adsorbent presence and its main parameters such as adsorbent position, adsorbent stiffness, and adsorbent length on the vibration of the tool inside the lathe are studied and results are presented in the form of diagrams. The results show that the addition of adsorbent increases the natural frequency of the tool by 10% and the closer the adsorbent is to the tip of the tool, the better the performance. Also, as the stiffness of the absorber spring increases, the steady-state performance range of the lathe increases and the tool begins to vibrate at higher frequencies. In addition, by increasing the absorber length to 175 mm, the distance between the two absorber intensification frequencies increases, which indicates an increase in the area of stable performance and dynamic stiffness, and from lengths greater than 175 mm, this behavior decreases.
    Keywords: Dynamic Absorber, Natural frequency, Boring Bar, stiffness, vibration}
  • AmirHosein Samimi, MohammadReza Karamooz-Ravari, Reza Dehghani

    Lattice structures have attracted a great deal of attention for being used in different industries due to unique properties such as high strength-to-weight ratio and high damping coefficient. These metamaterials might suffer from dimensional inaccuracies, i.e., variable strut’s diameter, wavy struts, micropores, and deviation from the designed cross-sectional area, which arise from the fabrication process. These inaccuracies can drastically affect their mechanical response. In this paper, the effects of different dimensional inaccuracies, including variable struts’ diameter, wavy struts, and material concentration at nodes, on the frequency response of different cellular lattice structures are studied. To do so, a finite element model is constructed using Timoshenko beam elements, and the natural frequencies are obtained for four different lattices. The obtained results show that, by increasing the average diameter, the natural frequency increases drastically, whereas by increasing the amount of variation in the struts’ diameter and waviness the natural frequency decreases by a small amount. It is also observed that the lattice structures whose main deformation mechanism is axial loading are more sensitive to the change of average struts’ diameter. In addition, the natural frequency increases as the concentration of material in the vicinity of the nodes increases. The effect of material concentration inaccuracy is more pronounced for the first lattice for which the number of struts meeting at one node is the smallest.

    Keywords: Beam, Lattice Structures, Natural Frequency, Vibration}
  • امیرحسین هاشمیان*، احسانه محمدپور همدانی

    سازه های مشبک کامپوزیتی از پرکاربرترین سازه ها در صنایع هوایی در سالهای اخیر می باشند. این سازه ها از تعداد زیادی دنده مایل و محیطی با فواصل مشخص از یکدیگر تشکیل شده و علاوه بر استحکام، از نظر وزنی بسیار سبک می باشند. مطالعه حاضر شامل یک بیان تحلیلی و راه حل برای مسیله ارتعاشات آزاد یک پوسته استوانه ای مشبک کامپوزیت می باشد. فرمول پیوسته ای برای محاسبه فرکانس طبیعی سازه مشبک استوانه ای با در نظر گرفتن بستر الاستیک وینکلر-پاسترناک از معادلات حاکم بر پوسته بر اساس روش فوریه و گالرکین حاصل گردید. نتایج بدست آمده در دو حالت بدون بستر و با بستر الاستیک بصورت تحلیلی محاسبه گردیده و صحت نتایج توسط مدل سازی به روش اجزای محدود مورد تایید قرار گرفته است. برای شبیه سازی های روش اجزای محدود، ضرایب ویژگی های وینکلر و پاسترناک به ترتیب با فنرهای برشی و شعاعی جایگزین شده اند. فرکانس طبیعی پایه سیستم به ویژگی های بستر الاستیک بستگی داشته، بنابراین تغییر سختی فنرهای شعاعی و برشی باعث ایجاد تغییر در فرکانس های طبیعی می شود. روش های ارایه شده در این مطالعه، علاوه بر آنکه برای تخمین فرکانس در مرحله طراحی اولیه بکار می رود، همچنین ابزاری برای ارزیابی تحلیل ارتعاشات پوسته استوانه ای مشبک کامپوزیت در تجزیه و تحلیل مکانیکی می باشد.

    کلید واژگان: سازه مشبک کامپوزیتی, فرکانس طبیعی, روش فوریه, روش گالرکین, اجزای محدود}
    AmirHossein Hashemian *, Ehsaneh Mohammadpour Hamedani

    Composite Lattice structures are one of the most widely used structures in the aerospace industry in recent years. These structures are composed of a large number of oblique and circumferential ribs with specific distances from each other and in addition to strength, they are very light in terms of weight. The present study includes an analytical expression and a solution to the problem of free vibrations of a composite lattice cylindrical shell. The continuous formula for calculating the natural frequency of a cylindrical lattice structure was obtained by considering the Winkler-Pasternak elastic foundation from the governing equations of the shell based on Galerkin methods. This formula, in addition to being used to estimate the frequency in the initial design phase, is also a tool for evaluating the vibration analysis of composite lattice shells in mechanical analysis. The results have been calculated analytically in two cases with and without elastic foundation and the accuracy of the results has been confirmed by finite element modeling. For finite element method simulations, Winkler and Pasternak coefficients have been replaced by shear and radial springs, respectively. The natural base frequency of the system depends on the properties of the elastic substrate, so changing the stiffness of the radial and shear springs causes a change in the natural frequencies.

    Keywords: Lattice Composite Structure, Natural Frequency, Fourier Method, Galerkin method, FEM}
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