ترجمه فارسی عنوان مقاله
انتقال تنش کششدار در سیستمهای سلولی- تحلیل انتشار موج
عنوان انگلیسی
Elastic stress transmission in cellular systems—Analysis of wave propagation
کد مقاله | سال انتشار | تعداد صفحات مقاله انگلیسی |
---|---|---|
27990 | 2008 | 25 صفحه PDF |
منبع
Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)
Journal : International Journal of Impact Engineering, Volume 35, Issue 8, August 2008, Pages 845–869
فهرست مطالب ترجمه فارسی
چکیده
کلمات کلیدی
1. مقدمه
2. تحلیل نظری برای انتشار موج ارتجاعی در حلقه دایرهای نازک
1.2. نظارت بر معادلهها و پراکندگی موجهای هماهنگ
2.2. راهحلهای تقریبی برای معادله ویژگی ناظر
1.2.2. راهحلهای تقریبی برای موجهای خمش
راهحلهای صریح تقریبی برای موجهای خمش
2.2.2. راهحلهای تقریبی برای موجهای رسانش
3.2.2. راهحلهای تقریب برای موجهای برش
3.2. مشخصات موجهای خمش، برش و رسانش در حلقههای نازک
1.3.2. ویژگیهای موج برشی
2.3.2. ویژگیهای موجهای رسانش
3. مقایسه بین نتایج آزمایشی و نظری
4. بحث
5. نتیجهگیری
ترجمه کلمات کلیدی
انتشار امواج الاستیک -
ساختارهای سلولی -
امواج خمشی
کلمات کلیدی انگلیسی
Elastic wave propagation,
Cellular structures,
Flexural waves
ترجمه چکیده
آرایه بستهبندی شده دقیق از حلقههایی با دیواره نازک آرمانیسازی ساختارهای سلولی را تشکیل میدهد. انتشار موج ارتجاعی به واسطه این ساختارها باید از طریق دیوارها (سلول) حلقه انجام شود. بررسی نظری درباره پراکندگی تنش ارتجاعی در حلقههای دایرهای با دیواره نازک انجام شد تا ماهیت انتقال موج بررسی شود. سه حالت حرکتی، متناظر با موجهای برش، رسانش و خمش ثبت شدهاند و سرعت متناظرشان با معادله مشخصه مکعبی تعریف میشود. نتایج نشان میدهند هر سه موج پراکنشی هستند. با نادیده گرفتن رسانش محور مرکزی و اینرسی چرخشی، راهحلهای تقریبی صریح را میتوان برای موجهای خمش به دست آورد. استفاده از رویکرد لاو برای موجهای رسانش [لاو AEH. پیمانی درباره نظریه ریاضی ارتجاعی، ویرایش چهارم، نیویورک: انتشارات داور؛ 1944، ص. 3-452] راهحلهای تقریبی را برای هدایت موجهای برش ممکن میسازد. سه راهحل مسئله تقریبی منتج به خوبی توافق با راهحلهای دقیق معادله مشخصه را در طیف وسیعی از طول موجها نشان میدهد. تاثیرات ویژگی مادی، ضخامت دیواره حلقه و قطر حلقه در سه حالت بررسی شدند، و نتایج موجهای خمش را ابزارهای غالب انتقال انرژی ارتجاعی در این ساختارهای سلولی تلقی میکنند. سرعت موج متناظر با مولفههای فرکانس متفاوت از نتایج آزمایشی در مقایسه با پیشبینیهای نظری سرعت گروهبندی برای موجهای خمش و همبستگی مناسب بین دادههای آزمایشی به دست آمدند و نظریه این نتیجهگیری را تایید میکند.
© 2008 شرکت مسئولیت محدود الزویر. تمام حقوق محفوظ است.
ترجمه مقدمه
آرایههای بستهبندی شده حلقههای دایرهای را میتوان بازنمایی آرمانی از ساختارهای سلولی تلقی کرد که بررسی انتشار موج ارتجاعی را در ساختارهای سلولی تسهیل میکند. پژوهش آزمایشی قبلی برای بررسی ماهیت انتقال تنش ارتجاعی به واسطه آرایههای حلقههای فلزی انجام شد [2]. برای رسیدن به بینشهای دیگر درباره مشخصات این انتشار موج، تحلیل نظری حرکت موج ارتجاعی در حلقههای دایرهای با دیواره نازک انجام میشود و نتایج با دادههای آزمایشی قبلی مقایسه میشود.
چند محقق انتشار موج ارتجاعی را در راهنمای موج منحنی مطالعه کردند؛ لاو [1، 3] نظریه تقریبی را برای حرکت موج ارتجاعی در سیم مارپیچی و حلقه ایجاد کرد. او اینرسی چرخشی و برش شعاعی را نادیده گرفت و خمش را از حرکت رسانش جدا کرد- هنگام ملاحظه حرکت خمش، محور مرکزی حلقه نارساندنی تلقی شد، در حالی که هنگام ملاحظه حرکت رسانش، رفتار خمش نادیده گرفته شد. والتکینگ [4] نظریه لاو را [1، 3] را با ملاحظه رسانش محور مرکزی تعمیم داد، در حالی که فیلیپسون [5] اینرسی چرخشی را یکپارچه کرد. این نظریههای تقریبی تنها برای فرکانسهای پایین (طول موجهای بلند) کاربردی بود؛ برای فرکانسهای بالا، اثر برش شعاعی باید ملاحظه شود. مورلی [6] و گراف [7] تمام این عاملها را – رسانش محور مرکزی، اینرسی چرخشی و برش شعاعی- در بررسی خود روی حرکت موج در پرتو منحنی گنجاندند، در حالی که ویتریک [8] انتشار موج را در فنر مارپیچ با انحنای کوچک مطالعه کرد. همه آنها سه حالت حرکتی را پیشبینی کردند- برش شعاعی، خمش و رسانش محوری. نظریههای مورلی [6] و گراف [7] برای حلقههای ضخیم کاربردی هستند، در حالی که نظریه ویتریک [8] تنها برای حلقههایی با دیواره ضخیم معتبر هستند. هاینس و همکاران [9] راهحلهای دقیق برای انتشار موج در حلقههایی با دیواره ضخیم تحت شرایط تنش صفحه تعمیمیافته فراهم کردند و مشخصات موجهای برش، رسانش و خمش را بررسی کردند. علاوه بر این، او نظریه تقریب [10] را برای حلقههایی با دیواره ضخیم ایجاد کرد، بدان وسیله معادله ناظر معادل با تحلیل ویتریک [8] برای کویل مارپیچ با زاویه گام صفر درجه است. از مقایسه با نظریه دقیق، هاینس نشان داد که با انتخاب مناسب ضریب اصلاح برش، نظریه تقریب برای همین بازه فرکانس درست است که نظریه پرتو تیموشنکو برای میلههای راست اجرا میکند.
برای شرایط مرزی و ابتدایی خاص، معادلههای دیفرانسیل ناظر بر حرکت موج در راهنماهای موج منحنی نیز به صورت عددی حل شدند. فیلپس، کراولی و تایلور [11، 12] از روش مشخصات برای حل معادله مورلی برای حرکت پرتو منحنی تابع بارگیری پالس استفاده کردند، و نتایج عددی توافق مناسبی با آزمایشهای عکس-ارتجاعی داشتند. شیم و کواه [13، 14] از نظریه نوع-تیموشنکو، همراه با روش مشخصات، برای تحلیل واکنش ارتجاعی به حلقه دایرهای تابع تاثیرگذاری شعاعی استفاده کردند و تاثیرات خمش حلقه، هندسه مقطعی و دوره تاثیرگذاری بر نیروی برش منتج، نیروی شعاعی و پراکندگی گشتاور خمش و همچنین تغییرشکل حلقه را بررسی کردند. نتایج نظریشان همبستگی مناسب با آزمایشهای تاثیرگذاری بر حلقههای آلومینیومی و برنجی داشت.
حلقه دایرهای واحد پایه آرایههای حلقه است که در آزمایشهای قبلی مطالعه شدند [2]، و انتشار پراکندگی ارتجاعی به واسطه این آرایهها را میتوان به واسطه تحلیل موج بررسی کرد. در این پژوهش، نظریه نوع-تیموشنکو برای تحلیل پراکندگی موج در حلقه دایرهای با دیواره نازک اجرا شد، همراه این دیدگاه که این کار برای درک انتقال بارگیری ارتجاعی به واسطه ساختارهای سلولی با تراکم نسبی کم مفید است. هدف تعیین این مطلب است که کدام حالت حرکت- برش، رسانش یا خمش- عمده انرژی ارتجاعی را انتقال میدهد. ابتدا نتیجهگیری برای معادله ناظر برای حرکت موج انجام شد و معادله ویژگی مکعبی با استفاده از تحلیل موج هماهنگ ثبت شد. روشهای تکراری استاندارد (روش نیوتون-رافسون) برای به دست آوردن سرعت متناظر با سه حالت انتشار موج اجرا شدند؛ در ادامه ویژگیهای پراکندگی موج بررسی شدند. راهحلهای تقریبی در شکل صریح برای سرعت موج ایجاد شد، و تاثیرات ویژگی مادی، ضخامت دیواره حلقه و قطر حلقه در این مرحله و سرعتهای گروهبندیی مطالعه شدند. در نهایت، نتایج آزمایشی برای سرعت موج متناظر با فرکانسهای مختلف با پیشبینیهای نظری برای سرعت گروهبندی موج خمش مقایسه شدند.