بررسی رفتار وابسته به اندازه‌ی دینامیکی ژیروسکوپ‌های با ساختار میکرو-تیر دوسر گیردار تحت تاثیر همزمان ولتاژ Dc ناگهانی و تحریک از پایه‌ی هارمونیک

هدف پژوهش پیش‌رو، بررسی رفتار وابسته به اندازه‌ی ژیروسکوپ‌های با ساختار میکروتیر دوسرگیردار با جرم متمرکز در وسط تحت تاثیر همزمان ولتاژ dc ناگهانی و تحریک از پایه‌ی هارمونیک می‌باشد. بدین منظور، جهت مدل‌سازی اثرات اندازه از تئوری تئوری تنش کوپل اصلاح شده بهره گرفته می‌شود. همچنین برای جلوگیری از وقوع پدیده‌ی تشدید میرایی ویسکوز در مدل‌سازی لحاظ می‌گردد. در ادامه با بکارگیری اصل همیلتون معادله‌های حاکم بر مسئله بدست آورده می‌شوند. سپس با استفاده از تقریب تک مدی گالرکین، معادله‌های دیفرانسیل با مشتقات جزئی به معادله‌های دیفرانسیل معمولی تبدیل می‌گردند. جهت حل معادله‌های بدست آمده از روش رانجکوتای مرتبه‌ی چهار استفاده می‌شود. جهت کسب اطمینان از صحت نتایج بدست آمده، نتایج بدست آمده با مقدارهای گزارش شده‌ی موجود در ادبیات صحه‌گذاری شده و تطابق خوبی مشاهده می‌گردد. به علاوه، نتایج بدست آمده با داده‌های حاصل از شبیه‌سازی در نرم‌افزار کامسول مقایسه و صحه‌گذاری می‌شوند. در نهایت، اثر پارمترهای متفاوت موجود در مسئله بر روی ناپایداری کشیدگی میکروژیروسکوپ و همچنین دامنه‌ی نوسان‌های آن بررسی می‌شود. همچنین مشاهده می‌شود که در اثر قرار گرفتن سیستم در معرض تحریک از پایه‌ی هارمونیک، میکروژیروسکوپ توسط دو فرکانس متفاوت تحریک می‌گردد.

Size-dependent analysis of micro-bridge gyroscopes under the combined effects of instantaneous DC voltage and harmonic base excitations

The aim of the proposed study is to investigate the size dependent behavior of the microbridge gyroscopes under the combined effects of instantaneous DC voltage and harmonic base excitation. To do so, modified couple stress theory is utilized to model the sizedependent behavior of the microgyroscope. To avoid resonance, viscous damping is used. Hamilton rsquo;s principle is then employed to derive the governing equations of motion. Afterwards, to convert the partial differential equations of motion to ordinary differential equations of motion, a Galerkin based single mode approximation is made. Then fourthorder RangeKutta method is used to solve the governing equations of motion. To check the accuracy of the present model, the results are then validated through comparison with the available results in the literature and the comparison shows good agreements. In addition to the previous comparison, the present results are the validated through comparison with the results of COMSOL simulation. Furthermore, the effects of different parameters on the dynamic pullin instability and amplitude of the vibrations are investigated. The observation shows that for the case of the harmonic base excitation, the system will be excited on two frequencies.