تحلیل لنگش و پایداری روتورهای با قطر متغیر ساخته شده از مواد هدفمند تحت اثر نیروی محوری و گشتاور پیچشی

Abstract

در این پژوهش تحلیل های لنگش و پایداری برای روتورهای ساخته شده از مواد مدرج تابعی تحت نیروی محوری و گشتاور پیچشی بررسی شده اند. روتور بر اساس تئوری تیر تیموشنکو و با در نظر گرفتن اثرات ژیروسکوپیک مدلسازی شده است. قطر روتور و خواص مکانیکی آن در راستای طولی به صورت پیوسته تغییر می کنند و در هر تکیه گاه آن دو فنر انتقالی<br />و دو فنر پیچشی در نظر گرفته شده اند که قادر به مدلسازی تمامی شرایط مرزی می باشند. با استفاده از قوانین نیوتن معادلات حاکم و شرایط مرزی استخراج شده و با استفاده از روش عددی تفاضلات مربعی حل شده اند. پس از اثبات همگرایی و صحت تحلیل عددی ارائه شده، تاثیر پارامترهای مختلف مانند توان پروفیل، سرعت دورانی، مقدار و جهت نیروی محوری و گشتاور پیچشی بر روی فرکانس های پیشرو و پسرو روتور و پایداری آن بررسی شده اند. نتایج عددی نشان می دهند که افزایش توان در معادله ی تغییرات خواص، وجود نیروی محوری فشاری و گشتاور پیچشی منجر به کاهش تمامی فرکانس های پیشرو و پسرو و سرع تهای بحرانی روتور می گردند و اعمال نیروی محوری کششی نیز باعث افزایش تمامی فرکانس های پیشرو و پسرو وسرعت های بحرانی روتور می شود.