17111

34 گلپايگان

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1395

ز، 80ص: مصور، جدول، نمودار

بهمن اسدي، حامد رضوي

1400/11/09

كتابنامه

مهندسي مكانيك

فني مهندسي گلپايگان

1400/11/09

33

چكيده در برخي از مسائل ترموالاستيسيته مثلاً هنگامي كه حرارتدهي توسط ليزرهايي با پالس بسيار كوتاه ميباشد، بايد به اثر كوپل بين ميدان دما و نرخ كرنش و همچنين اثر غير فوريه‌اي در انتقال حرارت در مدل‌هاي ترموالاستيسيته غير كلاسيك توجه داشت. در اين پژوهش رزوناتوري كه از جنس FGM ساخته شده و توسط ليزر، تحت تابش قرار دارد با استفاده از مدل تير اويلر-برنولي و مدل لرد-شلمن مورد تحليل قرار گرفته است. در حل تحليلي روابط حاكم، از تبديل لاپلاس و تبديل فوريه سينوسي براي بدست آوردن ارتعاش عرضي تير و چگونگي تغيير دما استفاده شده است. در ادامه نتايج بدست آمده با نتايج حاصل از حل عددي توسط نرم افزار ميپل مقايسه شده و ماكزيمم توان قابل اعمال توسط ليزر با توجه به خواص رزوناتور محاسبه شده است، همچنين نتايج حاصل از حل توسط مدل‌هاي مختلف مانند مدل انتقال حرارت فوريهاي، مدل انتقال حرارت تعميم يافته و مدل انتقال حرارت غير كلاسيك لرد-شلمن با يكديگر مقايسه شده و در نهايت تأثير تغيير ابعاد و همچنين تأثير تغيير عمق جذب ليزر بر پاسخ مورد بررسي قرار گرفته است. با توجه به نتايج بدست آمده مشخص است كه با كاهش ضخامت تير، دامنه نوساني تير و بازه زماني اين نوسانات كاهش يافته و با توجه به كوچك‌تر شدن ابعاد تير جهش اوليه در نمودار جابجايي تير افزايش مي-يابد اما با كاهش ضخامت تير ميزان ميرايي ترموالاستيك افزايش مييابد كه پديدهاي نامطلوب مي-باشد. همچنين مشخص شد كه با افزايش عمق جذب انرژي حرارتي ليزر، با ثابت ماندن بازه زماني نوسان تير، دامنه اين نوسانات و جهش اوليه در نمودار جابجايي تير و همچنين جهش اوليه دمايي كاهش مييابد.

Abstract In some of thermoelasticity problem like ultra-short-pulsed laser heating, must consider two effect. One is the non-Fourier effect in heat conduction, and the other is the coupling effect between temperature and strain rate in non-classical thermoelasticity models. In the present study a FGM micro scale beam resonator which irradiated with pulsed laser, analysis with Euler-Bernoulli beam and Lord-Shulman model. In analytical solution, the combined finite sinusoidal Fourier and Laplace transformation method is used to determine the lateral vibration of the beam and how temperature change. In the following, the analytical results are compared with the numerical results obtained from maple software and the maximum applicable power of laser is calculated according to the properties of resonator. Also the results of solving some of the models like Fourier heat transfer model, generalized heat transfer model and non-classical heat transfer model (Lord-Shulman) are compared, finally the effect of changing the dimension and the effect of changing absorption depth of heating energy of laser on the result has been investigated. According to the results, it is clear that by reducing the thickness of the beam, vibration amplitude and period of the vibration is reduced, but the thermoelastic damping is increased by reducing the thickness of the beam that is undesirable phenomenon. It was also found that by increasing absorption depth of heating energy of laser, amplitude of deflection and the beginning an abrupt increase of the deflection and temperature increment is reduced with the constant period of vibration of beam.

بهمن اسدي، حامد رضوي