اداره انتشارت خبر داد
تازه‌های نشر: چاپ کتاب ارتعاشات سیستمهای پیوسته
به گزارش روابط عمومی دانشگاه و به نقل از رئیس اداره انتشارات دانشگاه، کتاب ارتعاشات سیستمهای پیوسته، تألیف و ترجمه دکتر مجید شاه‌قلی عضو هیأت علمی دانشگاه شهید رجائی به چاپ رسید. دکتر آشنای قاسمی، رئیس اداره انتشارات دانشگاه ضمن اعلام این خبر افزود: هر سازه یا اجزاء ماشین در مهندسی مکانیک، عمران، هوا فضا، دریا، پزشکی، خودرو، یا سایر ساختارهای مهندسی، یک سیستم پیوسته میباشد. وقتی سیستم پیوسته تحت تأثیر بار نوسانی قرار میگیرد، رفتار ارتعاشی از خود نشان میدهد. معمولاً ارتعاشات در مهندسی یک دغدغه محسوب میشود، چراکه باعث خرابیهای فاجعه بار در ماشینها و یا سازهها میشود. این خرابیها در اثر تنشهای شدید و دامنه های بزرگ ( ناشی از رزونانس در سیستم) و یا خستگی مواد در یک دوره زمانی اتفاق میافتند. مثالهای فراوانی از این خرابیها وجود دارد. برای مثال ارتعاشات القاء شده توسط یک پرهی نابالانس در هلیکوپتر در حالیکه با سرعت بالایی در حال چرخش است می تواند منجر به خرابی پره و ویران شدن هلیکوپتر شود. یا ارتعاشات بیش از اندازه پمپ ها، کمپرسورها، توربوماشینها و دیگر ماشینآلات صنعتی می توانند مخرب باشند. یک مثال جالب از این فروپاشیها مربوط به پل معلق تاکوما در شهر واشنگتن آمریکا است که در سال ۱۹۴۰در اثر وزش بادهایی با سرعت ۴۲ مایل در ساعت در اثر یک مود رزونانسی پیچشی فروریخت. علاوه بر این، ارتعاشات می تواند به علت دامنه های بزرگ و یا به دلیل ایجاد نویز (به ویژه در فرکانس های بالاتر) باعث مشکلاتی برای کاربران شود. کاربردهای دیگر ارتعاشات سیستم های پیوسته در تشخیص صدا و زمینه های موسیقی و آکوستیک می باشد. ارتعاشات سیستم های پیوسته یک موضوع بسیار جالب است. فهمیدن اینکه از لحاظ تئوری چطور سیستمهای پیوسته ای نظیر نخها، میلهها، تیرها، ورقها، پوستهها و دیگر اجسام پیوسته ارتعاش میکنند، به ویژه اینکه این سیستمهای پیوسته در چه شکل و فرکانسی بطور آزاد ارتعاش میکنند، جالب میباشد. همچنین یافتن پاسخ این سیستمها وقتی در معرض نیروها و فشارهای نوسانی هستند (مخصوصاً در کاربردهای عملی) مهم هستند. علاوه بر این، ارتعاش سیستمهای پیوسته یک موضوع ایدهآل برای کمک به درک رفتار و معانی معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی و مسأله مقدار ویژه میباشد. در این کتاب سعی شده است تعامل بین ریاضیات و درک فیزیکی مورد توجه قرار گیرد. شایان ذکر است که مدلسازی بسیاری از سیستمهای ارتعاشی از طریق یک مدل پیوسته انجام میشود. برای مثال سیستمهای میکرو و نانو الکترومکانیکی، برداشت کننده های انرژی و… بیشتر بصورت تیرهای مرتعش مدلسازی میشوند. یا برای تحلیل ارتعاشی نانو لولههای کربنی، این نانولولهها بصورت یک سیستم پیوسته مدلسازی میشوند. حتی در بیومکانیک نیز برای مدلسازی استخوان از یک سیستم پیوسته که معمولاً میله یا تیر است استفاده میشود. بنابراین مشاهده میشود که آشنایی با مفاهیم سیستمهای پیوسته برای بررسی و تحلیل بسیاری از سیستمهای واقعی ضروری میباشد.
کتاب حاضر شامل روشهای تحلیلی بررسی ارتعاشات سیستمهای پیوستهای نظیر نخ، کابل، میله، تیر، غشاء و ورق میباشد. هدف اصلی این کتاب تحلیل و بررسی جامع ارتعاشات سیستمهای پیوسته به همراه روشهای تحلیلی و تقریبی و همچنین ارائه مفاهیم اساسی با مثالهای مختلف میباشد. در این کتاب، ابتدا معادلات خطی ارتعاشات سیستمهای پیوستهای نظیر نخ، کابل، میله، تیر، غشاء و ورق استخراج و در ادامه حل آن‌ها بدست آورده میشوند. استخراج معادلات حرکت به کمک قانون دوم نیوتن و اصل توسعه یافته هامیلتون انجام میگیرد. در نهایت پاسخهای ارتعاشات اجباری و آزاد هریک از سیستمهای پیوسته یاد شده محاسبه و مورد بررسی قرار میگیرند. برای تحلیل این نوع سیستمها معادله مقدار ویژه برای هر مسأله محاسبه شده و سپس شرط تعامد، مثبت معین بودن و خودالحاقی برای این نوع سیستمهای پیوسته بررسی میگردند. پاسخهای ارتعاشات اجباری سیستمهای پیوسته با شرایط مرزی متفاوت و تحت تأثیر نیروهای گسترده و نقطهای نیز در ادامه مورد مطالعه قرار میگیرند. همچنین تعیین پاسخهای سیستمهای پیوسته با استفاده از روشهای تقریبی نظیر گالرکین، ریلی، ریلی-ریتز و… نیز مورد مطالعه قرار گرفته میشوند. در ادامه فصل بندی کتاب شرح داده شده است.
دکتر آشنای قاسمی نیز گفت: درفصل اول این کتاب سیستمهای پیوسته و روش هامیلتون توسعه یافته برای بدست آوردن معادلات حرکت معرفی میگردند. فصل دوم به بررسی معادلات حرکت سیستمهای پیوستهی نخ، کابل و میله تحت ارتعاش طولی و پیچشی اختصاص یافته است. در فصل سوم نحوه بدست آوردن معادلات حرکت مربوط به ارتعاشات تیرها با تئوریهای متفاوت آورده شده است. فصل چهارم به بررسی مسأله مقدار ویژه برای سیستمهای پیوسته اختصاص دارد. مفاهیمی نظیر مثبت معین بودن یک سیستم ارتعاشی، خودالحاقی و تعامد در این فصل بررسی میگردند. نحوه استخراج فرکانسهای طبیعی و شکل مودهای هر سیستم پیوسته نیز در این فصل مطالعه میشوند. همچنین نحوه بدست آوردن معادلات حرکت و تحلیل ارتعاشی سیستمهای کوپل شده نیز در این فصل بررسی شده است. علاوه بر این به بررسی حالتی که سیستم پیوسته تقارن فیزیکی دارد پرداخته میشود. در ادامه نحوه بدست آوردن پاسخ سیستم به شرایط اولیه ( ارتعاشات آزاد) و ورودی های مختلف ( پاسخ اجباری) بررسی خواهند شد.
فصل پنجم در ارتباط با ارتعاشات غشاءها میباشد. در این فصل معادله حرکت برای غشاءهای مستطیلی و دایروی با استفاده از قانون دوم نیوتن و اصل هامیلتون توسعه یافته استخراج میشود. سپس مفاهیم خودالحاقی و مثبت معین بودن برای این سیستم بررسی میگردد. پاسخ ارتعاشات آزاد و اجباری این سیستم پیوسته نیز در این فصل مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
در فصل ششم ارتعاشات ورقها بررسی میشود. در ابتدای این فصل معادلات حرکت ورقها استخراج میشوند. سپس مفاهیمی مانند تعامد، مثبت معین بودن و خوالحاقی برای این سیستم بررسی میشود. پاسخ سیستم به شرایط اولیه و ورودیهای مختلف نیز در ادامه بدست آورده خواهند شد. در فصل هفتم روشهای تقریبی بدست آوردن فرکانسهای طبیعی، شکل مودهای سیستمهای پیوسته و همچنین پاسخ سیستم در حالت تقریبی مطالعه میشود.
دکتر آشنای قاسمی نیز افزود: نویسنده این کتاب معتقد است که کتاب حاضر می‌تواند به عنوان منبعی جهت آموزش درس ارتعاشات سیستمهای پیوسته در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری مورد استفاده قرار گیرد. اگر چه اثر حاضر به عنوان یک کتاب درسی مورد استفاده قرار میگیرد، با این وجود برای مطالعه مستقل نیز کتاب مناسبی است. همچنین این کتاب می تواند برای مهندسین و کارشناسانی که در زمینهی دینامیک و ارتعاشات سازهها فعالیت دارند، مفید واقع شود. دانشجویان (و یا خوانندگان) باید حداقل یک درک اولیه از معادلات دیفرانسیل معمولی و برخی از مباحث موجود در ارتعاشات سیستمهای گسسته داشته باشند. در غیر این صورت، پیشنهاد میشود که خواننده این مباحث را از کتابهای مربوطه مطالعه نماید.
این کتاب در ۴۳۲ صفحه و به قیمت ۵۰٫۰۰۰ تومان توسط انتشارات دانشگاه تربیت دبیر شهید رجائی به چاپ رسیده است.
لینک خرید کتاب:
