ارتعاشات میکروتیرهای چرخان با حرکت محوری در محیط های پیچیده

در مقاله حاضر، ارتعاشات و پایداری وابسته به اندازه میکروتیرهای چرخان با حرکت محوری محاط شده در بستر ویسکوز با شرایط مرزی مختلف دوسربسته در محیط های رطوبتی-حرارتی-مغناطیسی تحت نیروهای گرانشی و محوری براساس تیوری تنش کوپل و مدل تیر رایلی مطالعه شده است. معادلات دینامیکی سیستم با به کارگیری اصل همیلتون استخراج شده اند. با به کارگیری روش گالرکین و حل مسیله مقدار ویژه، فرکانس های ارتعاشاتی پس رو و پیش رو سیستم و آستانه های ناپایداری سیستم به دست آمده اند. برای اعتبارسنجی نتایج پژوهش حاضر، مطالعات مقایسه ای انجام شده اند. اثر پارامترهای کلیدی مختلف مانند پارامتر اینرسی چرخشی، میرایی بستر، نسبت سفتی خمشی بر دینامیک سیستم آزموده شده اند. نتایج نشان دادند که برعکس محیط های رطوبتی، میدان های مغناطیسی موجب بهبود عملکرد سیستم می شوند. همچنین، هنگامی که حرکت محوری سیستم در خلاف جهت شتاب گرانشی باشد، نیروهای گرانشی موجب کاهش آستانه ناپایداری سیستم می شوند و می توانند سیر تکاملی پایداری سیستم را تغییر دهند. ضمنا نشان داده شد که افزایش پارامتر اینرسی چرخشی اثر کاهنده بر فرکانس های ارتعاشاتی و پایداری سیستم دارد. مدل سازی و نتایج پژوهش حاضر می توانند در طراحی بهینه میکروسوییچ ها مفید باشند.