بررسي اثر محل وصله هاي پيزوالكتريك بر كنترل فعال ارتعاشات ورق هاي مدرج تابعي تقويت شده با نانو لوله هاي كربني

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده در پژوهش حاضر رفتار ارتعاشي ورق كامپوزيتي مدرج تابعي تقويت شده با الياف نانولوله كربني براي بارگذاري گسترده سينوسي و بار ضربه‌اي درنقاط مختلف ورق مورد مطالعه قرار گرفت. پاسخ ارتعاشي براي سه چينش مختلف الياف، يكنواخت، كاهشي- افزايشي و افزايشي-كاهشي در راستاي ضخامت مورد ارزيابي قرار گرفته است. در مدل تحليلي از تئوري تغيير شكل برشي مرتبه بالاتر ردي براي ارزيابي ميدان‌هاي جابجايي ورق استفاده شده است. هم‌چنين معادلات حاكم بر سيستم با استفاده قانون هميلتون فرمول‌بندي گرديده است. براي به دست آوردن مجموعه‌اي از معادلات گسسته معمولي از روش مود‌هاي فرضي استفاده شده است. كدنويسي معادلات در نرم‌افزار متلب انجام گرفته است و به منظور صحت‌سنجي محاسبات، مقادير به دست آمده با نتايج ارائه شده توسط ساير منابع مقايسه شده‌ است. در ادامه سعي بر كنترل و بهبود رفتار ارتعاشي ورق با استفاده از وصله‌هاي پيزوالكتريك گرديده است كه به صورت سنسور و عملگر در بالا و پايين سطح ورق مورد نظر وصل شدند. همچنين جايابي بهينه اين وصله‌ها به منظور بهبود سيستم كنترلي انجام گرفته است. از روش كنترل بازخورد سرعت براي طراحي كنترلر استفاده شده است. بهبود عملكرد كنترل ارتعاش در 12 چينش مختلف وصله‌هاي پيزوالكتريك بررسي شده است. تأثير محل قرارگيري وصله‌هاي پيزوالكتريك در ميرايي ارتعاشات بررسي و به تبع آن الگوي مناسب‌تر چينش در هر بارگذاري انتخاب گرديد. در چيدمان بهينه از نظر دامنه ارتعاش نهايي و زمان استقرار، براي بارگذاري گسترده به ترتيب 42/18 و 25/94 درصد و براي بارگذاري ضربه‌اي 94/33 و 14/92 درصد بهبود نسبت به بدترين چيدمان حاصل گرديده است. مطابق نتايج در بارگذاري گسترده، وقتي جفت وصله‌هاي سنسور و عملگر بين مقادير اوج دو شكل مود اول قرار گيرند، بيشترين ميرايي حاصل مي‌شود. علاوه بر اين براي بارگذاري ضربه‌اي حضور وصله‌هاي پيزوالكتريك در محل اعمال بار ضربه تأثير قابل توجهي در كاهش دامنه ارتعاشات و سرعت ميراسازي دارد.

209895

طراحي كاربردي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان

زهرا زماني