تحلیل رفتار ارتعاشی جاذب ارتعاشی ساخته شده از آلیاژ حافظه دار

ارتعاشات در مهندسی یکی از پدیده¬هایی است که به علت اثرات مخرب آن از جمله ایجاد ناراحتی و سر و صدا و تخریب ماشین آلات و ...، بسیار مورد مطالعه قرار گرفته است و برای از بین بردن آن¬ها کارهای مختلفی از جمله طراحی جدید سازه و ابداع جاذب¬های ارتعاشی صورت گرفته است که در این میان جاذب¬های ارتعاشی به لحاظ کاربردی¬تر بودن مورد توجه قرار گرفته¬اند. جاذب¬های ارتعاشی دارای انواع گسترده¬ای هستند که یک گونه از آن¬ها جاذب¬های ارتعاشی "وفقی" می¬باشند که قابلیت تنظیم شدن با سیستم در هنگام تغییرات در سیستم را دارا می¬باشند. جاذب¬های ارتعاشی وفقی دارای انواع فعال، غیر فعال و تطبیق¬پذیر هستند که نوع تطبیق¬پذیر آن¬ها به علت خاصیت تطبیق¬پذیری با سیستم مورد توجه قرار گرفته¬است و مواد هوشمند به علت خواص ویژه¬ای که دارند برای به کار گیری در جاذب¬های ارتعاشی وفقی مناسب هستند. از میان مواد هوشمند، آلیاژهای حافظه¬دار به علت دو خاصیت حافظه¬داری و سوپر الاستیک مورد توجه قرار گرفته¬اند. در این پایان نامه تحلیل یک جاذب ارتعاشی وفقی که از آلیاژ حافظه¬دار ساخته شده باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحلیل تیری آلومینیومی با تحریک پایه و به عنوان سیستم هدف و تیر آلیاژ حافظه¬دار که به انتهای دیگر تیر آلومینیومی متصل شده است، به عنوان جاذب ارتعاشی در نظر گرفته شده¬اند. ابتدا با استفاده از معادلات ساختاری آلیاژهای حافظه¬دار، کدفایل¬هایی برای شبیه سازی رفتارهای ویژه آن¬ها نوشته شده است. همچنین کدفایلی برای شبیه سازی رفتار ارتعاشی تیر تحریک پایه با جرمی در انتها نوشته شده است. در ادامه برای شبیه سازی رفتار ارتعاشی تیر آلیاژ حافظه¬دار سعی به استفاده از نرم افزار abaqus گرفته شد. ولی به دلیل اینکه در این نرم افزار نوع المان بیم فاقد مشخصه¬های لازم برای کار بر روی سطح مقطع بود از این روش استفاده نشد. سپس در روش دیگر با نوشتن معادلات ارتعاشی و این اصل که مدول الاستیک دارای تغییرات با تنش است سعی بر حل معادلات با استفاده از روش اجزاء محدود گرفته شد که با توجه با تحلیل انجام گرفته مشخص گردید این روش واگرا می¬باشد به همین دلیل فرض بر این قرار گرفت که مدول الاستیک در ناحیه¬ای قرار دارد که فاقد تغییرات با تنش است. از نتایج به دست آمده مشخص گردید که با استفاده از تحریک آلیاژ حافظه¬دار به وسیله گرما و تغییر فاز آن از مارتنزیت به آستنیت و تغییر سختی سیستم، می¬توان فرکانس طبیعی تیر را تغییر داد تا از رزونانس جلوگیری شود. با توجه به نتایج ذکر شده کاربرد آلیاژهای حافظه¬دار در جاذب¬ها مناسب به نظر می¬رسد. در ادامه به تحلیل یک سیستم متشکل از یک تیر آلومینیومی به عنوان سیستم هدف و تیری از جنس آلیاژ حافظه¬دار با جرمی در انتها، که در انتهای تیر آلومینیومی متصل شده است به عنوان جاذب پرداخته شده است. با استفاده از نتایج به دست آمده مشخص گردید که آلیاژ حافظه¬دار به عنوان جاذب به خوبی عمل کرده و خیز تیر را به شکل موثری کاهش داده است. به علاوه با تحریک کردن سیم¬های آلیاژ حافظه¬دار و تغیییر فاز آن¬ها، سختی سیستم تغییر کرده و در نتیجه فرکانس طبیعی آن جا به جا شده است، که با استفاده از خاصیت اخیر می¬توان به تنظیم سیستم برای جلوگیری از رزونانس پرداخت.