مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

اثر چرخش میز سانتریفیوژ بر دینامیک پایهٔ دو درجه آزادی در شبیه‌سازی‌های شتاب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه مهندسی مکانیک، سازمان پژوهش های علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران
10.48311/mme.2025.116433.0
چکیده
در این مقاله، برای نخستین بار، اثر چرخش میز سانتریفیوژ بر رفتار دینامیکی یک پایهٔ دوبعدی (دارای دو درجه آزادی) در سامانه‌های رهگیری مورد بررسی و تحلیل قرار می‌گیرد؛ در حالی‌ که اغلب مطالعات پیشین عمدتاً بر اثرات شتاب خطی یا ارتعاشات تمرکز داشته‌اند، پژوهش حاضر با بهره‌گیری از یک رویکرد مدل‌سازی دینامیکی مبتنی بر فرمول‌بندی لاگرانژ نشان می‌دهد که چرخش میز سانتریفیوژ می‌تواند گشتاورهای اضافی و قابل‌توجهی را بر محورهای گیمبال (Pitch و Yaw) اعمال کند؛ بدین منظور، معادلات دینامیکی برای دو پیکربندی کلیدی، یعنی هم‌راستایی و عمود بودن محور یاو نسبت به محور چرخش سانتریفیوژ، استخراج شده‌اند و علاوه بر این، تأثیر مکان مرکز جرم سامانهٔ در حال چرخش نیز مورد بررسی قرار گرفته است؛ نتایج نشان می‌دهند که نه‌تنها شتاب گریز از مرکز، بلکه خودِ چرخش میز سانتریفیوژ می‌تواند به‌طور مستقل موجب ایجاد گشتاورهای نامطلوب شود، پدیده‌ای که ممکن است به خطاهای قابل‌توجهی در برآورد نیازمندی‌های گشتاور موتور منجر شود؛ خطاهایی که پیش‌تر در مطالعات تحلیلی نادیده گرفته شده‌اند
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Effect of Centrifuge Table Rotation on Two-DOF Pedestal Dynamics in Acceleration Simulations

نویسندگان English

Seyed Hesameddin Madani
Shahryar Zare
Department of Mechanical Engineering, Iranian Research Organization for Science and Technology (IROST), Tehran, Iran
چکیده English

In this paper, for the first time, the effect of centrifuge table rotation on the dynamic behavior of a two-dimensional (two degrees of freedom) base in tracking systems is investigated and analyzed. While most previous studies have primarily focused on the effects of linear acceleration or vibrations, the present research employs a dynamic modeling approach based on Lagrange’s formulation to demonstrate that the rotation of the centrifuge table can impose significant additional torques on the gimbal axes (Pitch and Yaw). To this end, the dynamic equations are derived for two key configurations: alignment and orthogonality of the Yaw axis relative to the centrifuge rotation axis. Additionally, the influence of the rotating system’s center of mass location is examined. The findings reveal that it is not solely the centrifugal acceleration, but the centrifuge table’s rotation itself that can independently generate detrimental torques. This phenomenon may lead to substantial errors in the estimation of the motor torque requirements, which have previously been overlooked in analytical studies

کلیدواژه‌ها English

Centrifugal rotation
Moment of inertia matrix
Maximum torque
 
.