newton-raphson method
در نشریات گروه مکانیک-
در این مقاله به بررسی ویژگی های ارتعاشی میکروتیرهای چرخان اویلر-برنولی ساخته شده از مواد هدفمند در محیط گرمایی بر اساس تیوری تنش کوپل اصلاح شده پرداخته می شود. جهت در نظر گرفتن اثرات نیروی گریز از مرکز برای میکروتیرهای چرخان هدفمند از انرژی جنبشی میکروتیر چرخان استفاده شده که قادر به اصلاح اشتباه رایج در میکروتیرهای چرخان هدفمند بوده که اثر نیروی گریز از مرکز تنها به صورت یک نیروی محوری در نظر گرفته می شود. تاثیر پارامتر اندازه، تغییر دما، ضریب قانون توانی ماده هدفمند و نسبت لاغری بر فرکانس طبیعی اول و شکل مودهای اول و دوم بررسی می گردد.
کلید واژگان: میکروتیر چرخان، مواد هدفمند، روش المان محدود، روش نیوتن-رفسون، شکل مودThe free vibration features of rotating functionally graded microbeams in thermal environmentare presented in this paper. The governing equations are extracted on the basis of the Euler-Bernoulli beam assumptions beside the modified couple stress theory. The finite elementmethod is applied on the weak form of the strain and the kinetic energies to extract the naturalfrequencies and the associated modeshapes. The nonlinear static equations of motion due to therotation and the thermal environment are treated employing the Newton-Raphson technique.Moreover, the natural frequencies are estimated from the linearized equations of motion aboutthe static configuration. After the validation of the present results, the rotation speed, thematerial length scale parameter, the temperature change, the power law exponent and theslenderness ratio impacts on the fundamental natural frequency and the first and the secondmodeshapes are examined. The outcomes indicate the increment of the natural frequency aftera threshold value of the power law exponent depends on a given rotation speed for the rotatingmicrobeams in comparison with the stationary microbeams. Furthermore, the modeshapes ofrotating functionally graded microbeams vary by the power law exponent while for stationaryfunctionally graded microbeams the modeshapes are invariant with respect to the power lawexponent even in the presence of the thermal environment.
Keywords: Rotating microbeams, Functionally graded materials, finite element method, Newton-Raphson method, modeshape -
در این مقاله ساختار یک مکانیزم مفصل فعال نوین شش درجه آزادی با بهره گیری از مکانیزم های موازی کابلی طراحی، تحلیل و ارایه می شود. این مفصل از دو قاب ثابت و متحرک تشکیل شده است و برخلاف تمامی مکانیزم های موازی کابلی رایج، در اینجا برای اولین بار، قاب بیرونی متحرک و قاب داخلی ثابت در نظر گرفته شده است. قاب متحرک توسط 8 کابل تحت کشش به قاب ثابت متصل شده است و با تغییر نیروی کششی و طول کابل ها حرکت می کند. این ساختار کاملا جدید امکان بکارگیری در مکانیزم مچ، بالانس های نیرو، رابط های هاپتیک و غیره فراهم می سازد. از آنجا که مکانیزم موازی یک سیستم حلقه بسته است و معادلات آن نسبت به متغیرهای فضای دکارتی قابل جداسازی نیستند، سینماتیک مستقیم آن به راحتی و به صورت تحلیلی قابل حل نیست. برای حل سینماتیک مستقیم مکانیزم های موازی تاکنون روش های متعددی از جمله روش های بهینه سازی و عددی ارایه شده است که در اینجا روش عددی نیوتن رافسون بکار گرفته شده است. به علت خاصیت ذاتی، کابل ها باید همواره تحت کشش قرار داشته باشند. برای این منظور یک الگوریتم بهینه سازی مقدار کشش، ارایه شده است و با حل این الگوریتم برای تمامی موقعیت های ممکن قاب متحرک، فضای کاری مکانیزم بدست آمده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد روش نیوتن رافسون دارای سرعت همگرایی مناسبی بوده و الگوریتم کشش به خوبی قادر است نیروهای کابل ها را در بازه دلخواه تعیین کند.
کلید واژگان: مفصل فعال، مکانیزم موازی کابلی، سینماتیک مستقیم و معکوس، روش نیوتن-رافسون، توزیع کششIn this paper, the structure of a novel 6 DOF active joint using cable driven parallel mechanisms is designed, analyzed and presented. This joint consists of two fixed and mobile frames, and unlike all the commonly used cable driven parallel mechanisms, for first time the outer frame is mobile and the interior frame is considered to be fixed. The mobile frame is attached to the fixed frame by the 8 cables and moves through the tensioning and lengthening of the cables. This new structure can be applied to the wrist mechanism, motion simulators, power balances, haptic interfaces, and Etc. Since the parallel mechanism is a closed loop system and its equations cannot be separated regards to the Cartesian space variables, forward kinematics cannot be solved easily and analytically. Several methods have been proposed to solve the forward kinetic of parallel mechanisms, including numerical optimization and methods, in which the Newton-Ruffson numerical method is used here. Due to the unilateral nature of cables that are only effective in pulling, cables must always be tension. For this purpose, a tension optimization algorithm is presented and, by solving this algorithm for all possible positions of the mobile frame, the workspace of the mechanism is obtained. The results show that the Newton-Raphson method has an appropriate convergence rate and the tension algorithm is capable of determining the tension forces of the cables in the desired range.
Keywords: Active joint, cable driven parallel mechanism, direct, reverse kinematics, Newton-Raphson method, tension distribution -
نشریه شبیه سازی و تحلیل تکنولوژی های نوین در مهندسی مکانیک، سال پنجم شماره 2 (زمستان 1391)، صص 27 -36نانولوله های کربنی در تقویت کامپوزیت ها نقش بسزایی ایفا می کنند. بدیهی است که برخی از نانولوله ها در هنگام کاربرد، شکل منظم ابتدایی خود را حفظ نمی کنند و دچار اعوجاج می شوند. این اعوجاج می تواند در حین فرآیند ساخت یا بعد از آن درنتیجه ی تاثیر ماتریس رخ دهد. بر این اساس، مدل سازی این نوع نانوساختار به صورت پوسته یا تیر بدون انحنا، می تواند خطایی قابل ملاحظه را با نتایج همراه کند. در این مقاله، خمش نانولوله های دارای انحنای اولیه مورد مطالعه قرار می گیرد. معادلات تعادل بر پایه تئوری الاستیسیته غیر محلی به کمک اصل کمینه سازی انرژی پتانسیل کل، استخراج و از روش گالرکین برای حل آنها بهره گرفته می شود. از مدل وینکلر برای مدل سازی بستر الاستیک استفاده می شود. حل خیز حاصل از دستگاه معادلات غیرخطی به کمک روش عددی نیوتن رفسون صورت می گیرد و در نهایت تاثیر مقیاس کوچک، انحنای اولیه و مدول فونداسیون بر روی خیز نانولوله ها مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
کلید واژگان: تحلیل خمش، نانولوله ی کربنی با انحنای اولیه، تئوری الاستیسیته ی غیرمحلی، روش نیوتن رفسون، روش گالرکینCarbon nanotubes have an important role in reinforcing nanocomposits. Many experimental observations have shown that in the most nanostructures such as nanocomposites, carbon nanotubes (CNTs) are often characterized by a certain degree of waviness along their axial direction. In the present paper, the effects of initial curvature, influence of surrounding medium that is modeled as Winkler elastic foundation on behavior of slightly curved carbon nanotubes are investigated. To capture the small size effects, nonlocal elasticity theory is implemented. Bending governing equations are derived using the principle of minimum total potential energy and these nonlinear equations are solved by Newton Raphson method. It is shown that the larger the initial curvature, the higher deflection can occur. Furthermore, neglecting the effect of initial curvature of CNTs can lead to incorrect results.Keywords: Bending Analysis, Carbon Nanotube with Initial Curvature, Nonlocal Elasticity Theory, Newton Raphson Method, Galerkin method
- 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.