شهروز یوسف زاده - نویسنده مسئول: استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد الیگودرز، الیگودرز، ایران
محمدمهدی دوستدار - استاد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه جامع امام حسین(ع)، تهران، ایران

در این پژوهش، ارتعاشات آزاد تیر تیموشنکو مخروطی چرخان با لایه محرک پیزوالکتریک موردمطالعه قرار گرفته است. جنس تیر از مواد تابعیFGM (Functionally Graded Materials) در راستای ضخامت و شرط مرزی یکسر گیردار متصل به هاب در نظر گرفته شده است. تحلیل بر اساس تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول انجام شده است. در ابتدا، انرژی کل سیستم شامل انرژی پتانسیل و جنبشی تیر و لایه پیزوالکتریک محاسبه شده و سپس با بهره گیری از روش ریلی- ریتز مبتنی بر کمینه سازی انرژی کل سیستم، فرکانس های طبیعی سیستم استخراج شده است. در ادامه پس از اعتبارسنجی نتایج حاصل از طریق مقایسه با نتایج سایر محققان، تاثیر پارامترهای هندسی مختلف از قبیل ضخامت و پهنای تیر، شیب مخروط تیر، طول تیر، سرعت دورانی و همچنین ولتاژ پیزوالکتریک بر فرکانس طبیعی مطالعه شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش سرعت زاویه ای تیر، فرکانس طبیعی افزایش می یابد به طوری که با بیشتر شدن سرعت افزایش، فرکانس طبیعی با شیب تندتری افزایش می یابد.

تیر مخروطی چرخان, مواد تابعی, فرکانس طبیعی, پیزوالکتریک, تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول