Análisis de Vibración Libre de Vigas Rotativas Basado en la Teoría de Estrés de Pareja Modificada y Campo de Desplazamiento Acoplado
Autores: Babaei, Alireza; Arabghahestani, Masoud
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Análisis de Vibración Libre de Vigas Rotativas Basado en la Teoría de Estrés de Pareja Modificada y Campo de Desplazamiento Acoplado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Vibración transversal
Micro-viga rotativa
Teoría del esfuerzo de pareja
Teorías de vigas de Euler-Bernoulli
Teorías de vigas de Timoshenko
Campo de desplazamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se investiga el análisis de vibraciones transversales de un micro-viga rotativa basado en la teoría modificada de esfuerzos de pareja. La micro-viga simplemente soportada se modela utilizando las teorías de vigas de Euler-Bernoulli y Timoshenko. El sistema rota alrededor de un eje fijo perpendicular a la dirección axial de la viga. Por primera vez, se introduce el campo de desplazamiento como un campo acoplado al campo de translación. En otras palabras, el mencionado campo de desplazamiento rotacional se expresa como una función proporcional del campo de desplazamiento translacional utilizando factores de velocidad de primer (axial), segundo (lateral) y tercer (angular o rotacional) orden. Utilizando el enfoque de Hamilton como un método variacional, se derivan las ecuaciones de movimiento de vibración dinámica del modelo propuesto. Se adopta el método de Galerkin para resolver la ecuación correspondiente a las vigas de Euler-Bernoulli y Timoshenko. Para el caso que considera los efectos de deformación por corte, se elige el método de Navier. Para la evaluación de los resultados y modelos actuales, se comparan con los disponibles en el estándar. En este artículo, se informan los efectos de la relación de esbeltez, los factores de velocidad axial, lateral y angular, y las rotaciones de la viga sobre la frecuencia. Basado en los resultados presentados, se debe tener en cuenta los factores mencionados en el análisis y diseño de tales micro-sistemas rotativos.
Descripción
En este artículo, se investiga el análisis de vibraciones transversales de un micro-viga rotativa basado en la teoría modificada de esfuerzos de pareja. La micro-viga simplemente soportada se modela utilizando las teorías de vigas de Euler-Bernoulli y Timoshenko. El sistema rota alrededor de un eje fijo perpendicular a la dirección axial de la viga. Por primera vez, se introduce el campo de desplazamiento como un campo acoplado al campo de translación. En otras palabras, el mencionado campo de desplazamiento rotacional se expresa como una función proporcional del campo de desplazamiento translacional utilizando factores de velocidad de primer (axial), segundo (lateral) y tercer (angular o rotacional) orden. Utilizando el enfoque de Hamilton como un método variacional, se derivan las ecuaciones de movimiento de vibración dinámica del modelo propuesto. Se adopta el método de Galerkin para resolver la ecuación correspondiente a las vigas de Euler-Bernoulli y Timoshenko. Para el caso que considera los efectos de deformación por corte, se elige el método de Navier. Para la evaluación de los resultados y modelos actuales, se comparan con los disponibles en el estándar. En este artículo, se informan los efectos de la relación de esbeltez, los factores de velocidad axial, lateral y angular, y las rotaciones de la viga sobre la frecuencia. Basado en los resultados presentados, se debe tener en cuenta los factores mencionados en el análisis y diseño de tales micro-sistemas rotativos.