مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی اثر ضربه کم سرعت بر نانوتیر تیموشنکو با استفاده از تئوری غیر محلی الاستیسیته

نویسندگان
1 دانشگاه تربیت مدرس
2 دانشگاه تربیت مدرس- استاد مکانیک
3 استاد دانشگاه شهید باهنر
چکیده
در این مقاله ضربه کم سرعت قائم بر روی نانوتیر تیموشنکو بر اساس تئوری غیر محلی، بصورت تحلیلی و برای بررسی رفتار دینامیکی نانوتیر ارائه شده است. با در نظر گرفتن معادلات ارتعاش آزاد تیر، ضربه وارد شده به نانوتیر با استفاده از شرایط مرزی و مقدار اندازه حرکت پرتابه و نانوتیر بلافاصله بعد از برخورد، بیان شده است. شرایط مرزی دو سر ساده و دو سر گیردار، همچنین تاثیر نسبت جرم نانوتیر به پرتابه (نسبت جرم) بر روی تغییر شکل دینامیکی نانوتیر تیموشنکو، بررسی شده است. برای اعتبار سنجی، نتایج حاصل از این روش، با تحلیل های موجود و بر اساس تئوری الاستیسته و تئوری تیر کلاسیک، برای دو ماده مختلف( فولاد و آلومینیوم) مقایسه و تطابق مناسبی مشاهده شده است. با افزایش پارامتر غیر محلی، تغییر شکل دینامیکی حداکثر وسط نانوتیر، افزایش یافته و فرکانس نانوتیر در همه نسبت های جرم، کاهش یافته است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Low velocity impact on Timoshenko nanobeam using a nonlocal elasticity theory

چکیده English

In this article, analytical solutions of low velocity transverse impact on a nanobeam are presented using the nonlocal theory to bring out the effect of the nonlocal behavior on dynamic deflections. Impact of a projectile (mass) on simply supported and clamped nanobeams are investigated using nonlocal Timoshenko beam theory. In order to obtain an analytical result for this problem, an approximate method has been developed wherein the applied impulse is replaced by a suitable boundary condition and initial momentum of projectile and nanobeam. A number of numerical examples with analytical solutions for nonlocal nanobeam and classical beam (steel and aluminum) have been presented and discussed. When the value of the striker mass is increased, the frequencies are decreased and the maximum dynamic deflection at the center of the beam is increased for both of the simply supported and the clamped-clamped nanobeams. The inclusion of the nonlocal effect increases the magnitudes of dynamic deflections and decreases frequencies. Furthermore, the mass and the velocity of the nanoparticle (striker) have significant effects on the dynamic behavior of nanobeam.

کلیدواژه‌ها English

nonlocal elasticity theory
low velocity impact
Timoshenko nanobeam
Dynamic deflection