|
عنوان
|
تحلیل ارتعاشات غیر خطی سازه های هوشمند مگنتو- الکترو- الاستیک
|
|
نوع پژوهش
|
پایان نامه
|
|
کلیدواژه‌ها
|
پوسته دو انحنایی، ماده هوشمند مگنتوالکتروالاستیک، ارتعاش آزاد و اجباری غیرخطی
|
|
چکیده
|
مواد مگنتوالکتروالاستیک، مواد هوشمند نوظهوری هستند که امکان تبدیل انرژی های الکتریکی، مغناطیسی و مکانیکی را به یکدیگر فراهم می نمایند. اثر مگنتوالکتریک مهم ترین مشخصه این مواد هوشمند است. به دلیل وجود این اثر، با اعمال یک میدان مغناطیسی به یک ماده مرکب مگنتوالکتروالاستیک، جریان الکتریکی تولید می گردد. بنابراین، از برداشت کننده های انرژی ساخته شده از مواد مگنتوالکتروالاستیک می توان برای تأمین انرژی الکتریکی حسگرها و عملگرهای به کار رفته در تجهیزات دوار مانند پره های توربین و نیز سایر کاربردهایی که استفاده از روش های متداول تأمین انرژی الکتریکی دارای محدودیت های زیادی است، استفاده نمود. درک رفتار دینامیکی سازه های ساخته شده با این مواد، نیازمند تعیین پاسخ فرکانسی این سازه ها می باشد. در این رساله، ارتعاشات غیرخطی ورق مستطیلی و پوسته دو انحنایی کم عمق مگنتوالکتروالاستیک برای اولین بار مورد بررسی قرار می گیرند. شرط مرزی به صورت ساده می باشد. ورق و پوسته در راستای ضخامت متقارن بوده و ضخامت لایه ها یکسان فرض شده است. برای مدلسازی رفتار مگنتوالکتریک این سازه های هوشمند از قوانین گاوس برای حالت های الکترواستاتیک و مگنتواستاتیک استفاده شده است. در ارتعاش آزاد، از نظریه تغییر شکل برشی مرتبه اول پوسته در حضور اینرسی دورانی برای تعیین معادلات حرکت استفاده شده است. با حل تحلیلی معادلات حرکت، رابطه ای تحلیلی برای فرکانس غیرخطی سازه به دست آمده است. با ارائه مثال هایی مشخص گردید که با اعمال پتانسیل الکتریکی منفی یا پتانسیل مغناطیسی مثبت بر سطح بالای ورق و پوسته مگنتوالکتروالاستیک، سختی و فرکانس طبیعی سیستم افزایش می یابند. به ازای مقادیر ثابت برای نسبت طول به ضخامت، اختلاف پتانسیل الکتریکی و مغناطیسی تأثیر بیشتری بر روی پاسخ فرکانسی سازه نازک تر دارند. در ارتعاش اجباری، از نظریه پوسته دانل و روش مقیاس های زمانی چندگانه جهت تعیین معادلات حرکت پوسته در حالت چند مودی و حل آن ها استفاده شده است. پس از تعیین پارامتر مؤثر غیرخطی و رسم آن بر حسب تعداد مودهای موجود در پاسخ، مشخص گردید که برای تعیین پاسخ مود اول، استفاده از تحلیل سه مودی منجر به جواب قابل قبولی می گردد. معادلات حرکت حاصل در این قسمت به صورت عددی حل گردیده اند. در انتها، به عنوان حالت خاص، تشدید های اولیه و ثانویه پوسته دو
|
|
پژوهشگران
|
علیرضا شوشتری (استاد راهنما)، سهیل رضوی (دانشجو)
|