|
Title
|
تحلیل تیر تیموشنکو از جنس ماده تابعی هدفمند با لایه پیزوالکتریک به منظور برداشت انرژی و با استفاده از روش
اجزاء مربعی فرم ضعیف
|
|
Type of Research
|
Thesis
|
|
Keywords
|
تیر تیموشنکو، ماده تابعی هدفمند، پیزوالکتریک، برداشت انرژی، روش اجزاء مربعی فرم ضعیف
|
|
Abstract
|
این تحقیق به بررسی رفتار دینامیکی یک تیر تیموشنکو ساخته شده از مواد تابعی هدفمند (FGM) با لایه های پیزوالکتریک پرداخته و هدف آن توسعه روشی با دقت بالا برای تحلیل برداشت انرژی از ارتعاشات مکانیکی است. در ابتدا، ویژگی های مواد تابعی هدفمند و خواص تغییرپذیر آن ها بررسی می شود، سپس عملکرد مواد پیزوالکتریک در تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی مرور شده و روش های عددی مختلف برای تحلیل این سیستم ها معرفی می گردد. در این میان، روش اجزاء مربعی فرم ضعیف (WQEM ) به دلیل دقت بالا و کارایی مناسب برای تحلیل این تیر انتخاب شده است. در بخش فرمول بندی، معادلات ساختاری و الکترومکانیکی حاکم بر تیر استخراج می شوند. این معادلات شامل روابط کرنش-جابجایی، معادلات تنش-کرنش، اصل همیلتون و توزیع تدریجی خواص در مواد تابعی است. همچنین انرژی های مختلف سیستم شامل انرژی کرنشی، انرژی جنبشی، انرژی الکتریکی داخلی و انرژی های غیرمحافظه کارانه تدوین شده و شرایط مرزی مختلف برای حل مسئله مشخص می شوند. سپس، روش WQEM برای حل معادلات دینامیکی معرفی شده و از ترکیب روش های انتگرالی و دیفرانسیلی برای به دست آوردن معادلات حرکت استفاده می شود. عنصر مربعی فرم ضعیف برای تیر تیموشنکو پیزوالکتریک توسعه داده شده و معادلات لاگرانژ الکترومکانیکی برای این سیستم استخراج و حل می شوند. در ادامه، پاسخ های ارتعاشی سیستم در دو حالت ارتعاش آزاد و اجباری بررسی می گردد. برای بدست آورن پاسخ زمانی سازه برداشت کننده انرژی، روش عددی مناسب مانند نیومارک به کار گرفته می شوند. در بخش نتایج عددی، ابتدا مطالعه همگرایی انجام می گردد. سپس خروجی های روش WQEM با داده های معتبر مقایسه شده و صحت سنجی می شود و تحلیل پارامتری برای بررسی تأثیر عوامل مختلف بر رفتار ارتعاشی تیر و میزان انرژی برداشت شده صورت می گیرد. در نهایت، تأثیر استفاده از مواد تابعی هدفمند و لایه های پیزوالکتریک بر بازدهی سیستم برداشت انرژی بررسی می گردد.
|
|
Researchers
|
(Student)، MohammadReza Saviz (Primary Advisor)، (Advisor)
|