Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1396
11
1
gregorian
2018
2
1
17
12
online
1
fulltext
fa
تحلیل ضربهی کمسرعت بر نانوتیر با استفاده از تئوری تنشِ جفتی اصلاح شده
Analysis of low velocity impact on nano-beam using modified couple stress theory
در این مقاله تحلیل ضربهی کم سرعت نانوذره بر نانوتیر با استفاده از تئوری تنشِ جفتی اصلاح شده بررسی شد. تئوری تنشِ جفتی اصلاح شده برای درنظر گرفتن اثرات اندازه مورد استفاده قرار گرفت. از اصل هامیلتون برای استخراج معادلات حاکم و شرایط مرزی استفاده شد و در نهایت حل عمومی برای حل آنها پیشنهاد گردید. صحت پاسخها با مقایسه نتایج کنونی با نتایج گزارش شده بررسی گردید. مقایسه نتایج نشان داد که مدل حاضر با دقت قابل قبولی توانایی پیشبینی رفتار دینامیکی ضربه کم سرعت را دارد. نتایج نشان میدهد با افزایش نسبت جرم، فرکانسهای طبیعی نوسان کاهش پیدا کرده و سپس به مقداری ثابت میل میکنند. این مقدار برای فرکانسهای دوم و سوم بیشتر است. همچنین با افزایش نسبت طول مشخصه به ضخامت، فرکانس طبیعی افزایش مییابد. قابل ذکر است که فرکانسهای بالاتر در برابر تغییر نسبت یادشده حساسیت بیشتری دارند. خیز بیشینه دینامیکی نوسان با افزایش نسبت جرم افزایش مییابد. علاوه بر این از نتایج مهم این تحقیق میتوان به اثر ضریب پواسون بر فرکانس طبیعی در تیرهای نانو-مقیاس اشاره کرد. وقتی که ضریب پواسون افزایش مییابد، فرکانس طبیعی کم میشود. همچنین برای نسبتهای طول مشخصه به ضخامت کم، اثرات اندازه ناچیز بوده و جواب به جواب کلاسیک میل میکند. بنابراین، از تئوری تنش جفتی اصلاح شده میتوان برای درنظر گرفتن اثرات اندازه در ضربهی کم سرعت بر نانوتیر استفاده نمود.
In this paper, low velocity impact on nano-beam using couple stress theory was investigated. Modified couple stress theory was utilized to capture size-dependent effects. Hamilton’s principle was employed to derive governing equations and boundary conditions and then general solution was proposed. The solutions validity was confirmed by comparing present results with that of the literature. Comparing the results shows the present theory is capable to predict low velocity dynamic behavior with acceptable accuracy. The results show as mass ratio increased, natural frequencies decreased and then trend to a constant value. This limit is higher for second and third natural frequencies. Also, the natural frequencies increased when characteristic length to thickness ratio increased. It can be noted higher natural frequencies are more sensitive to variation of this ratio .Furthermore, maximum dynamic deflection raised when mass ratio increased. Moreover, a considerable result from this study is the profound effect of poison ratio on natural frequencies for nano-sized beams. As Poisson’s ratio increased, natural frequencies increased. Also, for low length scale to thickness ratio the size effect is insignificant and response trend to classic solution. Therefore, the couple stress theory can be employed to take into account size effects in low velocity impact on nano-beam problem.
ضربهی کم سرعت؛ تئوری تنش جفتی؛ اثر اندازه
Low velocity impact؛ Couple stress theory؛ Size effect
42
46
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-12424-2&slc_lang=fa&sid=15
Mehran
Ghalami-Choobar
مهران
قلمی چوبر
100319475328460070243
100319475328460070243
No
Tarbiat Modares University
دانشجوی دکتری
تربیت مدرس
Amar
Bayat
عمار
بیات
100319475328460070242
100319475328460070242
No
Tarbiat Modares University
دانشگاه تربیت مدرس
Gholam Hossein
Liaghat
غلامحسین
لیاقت
100319475328460070255
100319475328460070255
Yes
استاد دانشگاه تربیت مدرس
Hamed
Ahmadi
حامد
احمدی
100319475328460070241
100319475328460070241
No
Tarbiat Modares University
محقق دانشگاه تربیت مدرس