مطالعه تاثیر گرادیان طولی مواد بر ارتعاشات سیستم های متحرک محوری

برای اولین بار، در این مقاله ارتعاشات و پایداری تیرهای رایلی متحرک مدرج محوری باهدف بهبود کارایی سیستم های متحرک عبوری مطالعه شده است. همچنین، یک مطالعه مقایسه ای مفصل برای روشن کردن اثر پارامترهای مختلف مانند درجه بندی محوری مواد و اینرسی دورانی بر مرزهای پایداری تیرهای رایلی و اویلر-برنولی انجام شده است. فرض شده است که مشخصات مادی سیستم به طور پیوسته در راستای طولی به صورت خطی یا نمایی تغییر می کنند. روش گسسته سازی گالرکین و همچنین مسئله مقدار ویژه به کار برده شده اند تا فرکانس های طبیعی، پیکربندی دینامیکی، آستانه های ناپایداری فلاتر و دایورژانس سیستم محاسبه شوند. همچنین روابط تحلیلی برای سرعت بحرانی سیستم به دست آمده اند. نقشه های پایداری و کانتورهای سرعت بحرانی برحسب توزیع های مختلف مورد آزمون قرار گفته اند. ضمنا نشان داده شد که در حالت چگالی و مدول الاستیک متغیر، به ترتیب تغییرات نمایی و خطی منجر به سیستم پایدارتر می شوند. همچنین نتایج نشان دادند که کاهش پارامتر گرادیان چگالی و یا افزایش پارامتر گرادیان مدول الاستیک، فرکانس طبیعی سیستم را افزایش می دهد و محدوده های پایداری را گسترش می دهد، بنابراین تغییرات پارامترهای گرادیان چگالی و مدول الاستیک، نقش های متضاد در رفتار دینامیکی سیستم دارند. نتایج پژوهش حاضر برای طراحی و بهینه سازی سازه های متحرک محوری غیرهمگن سرعت بالا می تواند مفید باشد.