دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 16 2 2026 06 22 Numerical and Experimental Investigation of Temperature-Dependent Damping Ratio in an Aluminum Beam بررسی عددی و آزمایشگاهی ضریب میرایی وابسته به دما در تیر آلومینیومی 157 168 3874 10.22044/jsfm.2026.17236.4031 FA حسین صفایی فر گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بزرگمهر قائنات امیرمحمد روشن دانشگاه تحصیلات تکمیلی کرمان Journal Article 2025 11 28 As one of the key parameters in the analysis and control of structural vibrations, damping plays a decisive role in the stability, fatigue life and dynamic performance of mechanical systems. In this research, the behavior of the damping coefficient of aluminum beams (T6-6160) under temperature changes in the range of 60 to 100 ◦C has been investigated experimentally and analytically. The experiments were performed on cantilever aluminum beams with different lengths (15, 16.5, 18, 19.5 and 21 cm). To create uniform thermal conditions, an industrial hair dryer and an insulating environment were used, and free vibration data were extracted from recorded videos with Tracker software. Then, using the logarithmic decrement method, the experimental damping coefficient was determined and compared with the theoretical values where obtained from modeling in MATLAB software. The results showed that in shorter beams, an increase in temperature causes a significant decrease in the damping coefficient, while in longer beams, an increasing trend was observed. This paradoxical behavior is caused by a combination of thermoelastic effects, reduction of Young's modulus, local thermal gradient, and activation of microscopic slip mechanisms at high temperatures. In general, the results show that the damping coefficient of aluminum beams has a non-linear and temperature-dependent behavior. So the thermal effects should be considered in dynamic analysis in the design of vibration-sensitive structures such as bridges, airplanes and mechanical components. میرایی به‌عنوان یکی از پارامترهای کلیدی در تحلیل و کنترل ارتعاشات سازه‌ها، نقش تعیین‌کننده‌ای در پایداری، عمر خستگی و عملکرد دینامیکی سیستم‌های مکانیکی دارد. در این پژوهش، رفتار ضریب میرایی تیرهای آلومینیومی (T6-6160) تحت تغییرات دمایی در بازه‌ی 60 تا 100 درجه سانتی‌گراد به صورت تجربی و تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش‌ها بر روی تیرهای یکسر گیردار آلومینیومی با طول‌های متفاوت (۱۵، 5/16، ۱۸، 5/19 و ۲۱ سانتی‌متر) انجام شده‌اند. برای ایجاد شرایط حرارتی یکنواخت، از سشوار صنعتی و محیط عایق استفاده گردید و داده‌های ارتعاش آزاد با نرم‌افزار Tracker از روی فیلم‌های ثبت‌شده استخراج شدند. سپس با استفاده از روش کاهش لگاریتمی(Logarithmic Decrement)، ضریب میرایی آزمایشی تعیین و با مقادیر تئوری حاصل از مدل‌سازی در نرم‌افزار MATLAB مقایسه شد. نتایج نشان داد که در تیرهای کوتاه‌تر، افزایش دما موجب کاهش قابل توجه ضریب میرایی می‌شود، در حالی که در تیرهای بلندتر، روندی افزایشی مشاهده گردید. این رفتار متناقض ناشی از ترکیب اثرات ترموالاستیک، کاهش مدول یانگ، گرادیان حرارتی موضعی، و فعال‌شدن مکانیزم‌های لغزش میکروسکوپی در دماهای بالا است. در مجموع، یافته‌ها نشان می‌دهد که ضریب میرایی تیرهای آلومینیومی رفتاری غیرخطی و وابسته به دما دارد و در طراحی سازه‌های حساس به ارتعاش مانند پل‌ها، هواپیماها و اجزای مکانیکی، باید اثرات حرارتی در تحلیل دینامیکی لحاظ شود. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_3874_4854359ac8718f7e3405074f61949012.pdf