زهره ابراهیمی - استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه پیام نورتهران ایران
مسعود عباسی عطیبه عباسی عطیبه - دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه پیام نورتهران ایران

در این مقاله ارتعاشات ازاد فنر مارپیچ ساخته شده شده ازماده هدفمند سرامیک - الومینیوم بررسی شده است. ابتدا معادلات حرکتی فنر مارپیچ همگن به حرکت فنر مارپیچ ساخته شده از مواد هدفمند، تعمیم داده می شود. سپس معادلات با استفاده از روش تفاضل محدود ضمنی، گسسته می شوند. مشتق اول زمانی با استفاده از تقریب مرتبه اول پیشرو و مشتق دوم مکانی با استفاده از تقریب مرکزی مرتبه دوم، گسسته سازی می شوند. میدان محاسباتی به صورت یک بعدی در طول فنر مارپیچ، با تعداد مشخصی گره در نظر گرفته شده است. معادلات گسسته شده پس از کدنویسی در نرم افزار متلب حل شده اند. یک سر فنر به صورتثابت و سر دیگر آن به صورت آزاد در نظر گرفته می شود. در ابتدا جابجایی و چرخش اولیه به سر آزاد فنر اعمال شده و در لحظه شروع حرکت این جابه جایی ها به صورت ناگهانی برداشته می شوند. طبق نتایج، درهر دو فنر مارپیچ همگن و هدفمند در یک زمان ثابت، بانزدیک شدن به سر آزاد فنر دامنه نوسانات جابجایی محوری و چرخش محوری افزایش می یابد. شکل نوسانت جابه جایی و چرخش محوری با افزایش اندیس گرادیان فنر مارپیچ هدفمند، فرکانس های اصلی سیستم افزایش می یابند ولی تغییرات دامنه های مربوط به این فرکانس های اصلی از یک روند خاصی پیروی نمی کنند.

ارتعاش آزاد، فنرمارپیچ، مواد هدفمند