تحلیل دینامیکی میکروژیروسکوپ های ارتعاشی تحریک شده توسط پیزوالکتریک با در نظرگرفتن نظریه کوپل تنش با روش المان محدود

در این پژوهش پاسخ ارتعاشی یک میکروژیروسکوپ متشکل از میکروتیر یکسر گیردار که انتهای آن یک جرم محک قرار دارد، با استفاده از روش المان محدود تعیین میگردد. به منظور راه اندازی و شناسایی سیستم، در جهت تحریک و شناسایی از لایه های پیزوالکتریک که از جنس سرامیک PZT میباشند، استفاده شده است. گشتاور حاصل از اعمال ولتاژ هارمونیک در جهت تحریک، موجب تولید ارتعاشات اولیه میشود. نیروی کوریولیس که حاصل از ارتعاشات اولیه و دوران پایه متصل به میکروتیر میباشد، موجب انجام ارتعاشات ثانویه در جهت شناسایی سیستم میشود. مکانیزم اندازهگیری میزان نرخ دوران ورودی، اندازه گیری دامنه نوسانات در جهت شناسایی میباشد . جهت مدلسازی دقیق رفتار ارتعاشی میکروژیروسکوپ، از نظریه کوپل تنش اصلاح شده و فرضیات تیر اویلر - برنولی استفاده شده است. میکروژیروسکوپ بصورت میکروتیر یک سرگیردار مدلسازی شده است. معادلات حرکت بر سیستم با استفاده از اصل همیلتون توسعه یافته استخراج میگردند. در نهایت با حل معادلات با استفاده از روش نیومارک، پاسخهای ارتعاشی سیستم تحت تاثیر پارامترهای ورودی تعیین میشوند. در این پژوهش مشخص میشود که نظریه های کلاسیک، توانایی شبیه سازی دقیق رفتار ارتعاشی میکروژیروسکوپ را نداشته و نمودارهای پاسخ ارتعاشی و مقادیر فرکانسهای طبیعی با استفاده از نظریه کوپل تنش اصلاح شده، اختلاف زیادی با نتایج به دست آمده از نظریه های کلاسیک دارند.

Keywords:

میکروژیروسکوپ , نظریه های کلاسیک , نظریه کوپل تنش اصلاح شده.