مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل دینامیکی منیپولاتورهای انعطاف‌ پذیر ساخته شده از مواد تابعی

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه شهید باهنر کرمان
2 استادیار دانشگاه شهید باهنر کرمان
چکیده
دراین مقاله، معادلات حرکت یک منیپولاتور n لینکی ساخته شده از مواد تابعی که خواص آن یکبار در راستای طول و بار دیگر در راستای ضخامت به صورت پیوسته تغییر می‌کند مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای استخراج معادلات حرکت از فرمولاسیون گیبس-اپل و جهت مدلسازی خاصیت انعطاف‌پذیری لینک‌ها از تئوری تیر تیموشنکو بر پایه‌ی روش مود‌های فرضی استفاده شده است. در ادامه اثر تغییر در شاخص قانون توانی بر روی رفتار ارتعاشی یک منیپولاتور دولینکی، ساخته شده از مواد تابعی برای هر دو حالتی که خواص مکانیکی لینک‌ها یکبار در راستای طول و بار دیگر در راستای ضخامت تغییر می‌کند، مورد مطالعه قرار می‌گیرد. با معرفی پارامتری به نام انرژی سیگنال نشان می‌دهیم که تغییر در اندیس قانون توانی اثر قابل ملاحظه‌ای بر روی رفتار ارتعاشی سیستم می‌گذارد؛ به طوری که می‌توان با انتخاب شاخص قانون توانی مناسب، ارتعاشات سیستم را به طور قابل ملاحظه‌ای به صورت غیر فعال (پسیو) کاهش داد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Dynamic analysis of flexible robotic manipulators constructed of functionally graded materials

نویسندگان English

Vahid Rezaei 1
Ali mohammad Shafei 2
1 Shahid Bahonar University of Kerman
چکیده English

In this article, the dynamic equations of multiple flexible links robotic manipulators fabricated of functionally graded materials (FGM), whose properties vary continuously along the axial direction and also along the thickness, are examined. Gibbs-Appell methodology and Timoshenko Beam Theory according to the Assumed Mode Method are utilized to obtain the equations of motion and to model the flexible characteristics of links, respectively. Subsequently, the influence of power law index on the vibration response of a two-link functionally graded robotic manipulator is studied for two cases in which the mechanical properties of links vary once along the axial direction and again along the thickness direction of each link. By introducing a parameter called signal energy, it is shown that the power law index has a substantial effect on the vibrational behaviors of the mentioned system; and that by choosing a proper power law index, system vibrations can be reduced considerably in a passive way.

کلیدواژه‌ها English

Timoshenko Beam Theory
Flexible Manipulators
Functionally Graded Materials
Gibbs-Appell
Assumed Mode Method