دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی مکانیک – طراحی کاربردی

عنوان:

تحلیل استاتیکی تیر ترمو پیزوالکتریک با فرض تئوری تیموشنکو با تقریب درجه بالای المان محدود گلرکین

یک مطلب دیگر :

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
رغبت و علاقه تازه در کاربرد استفاده از مواد پیزوالکتریک در سازه های هوشمند منجر به یک سعی و تلاش وسیع برای توصیف کامل رفتار حسی و فعال این مواد شده است.
به علت اختلاط کوپل شده مکانیکی، الکتریکی و حرارتی؛ جهت بررسی رفتار مواد هوشمندی که شامل عناصر پیزوالکتریک هستند و تجزیه و تحلیل دقیق و بدون هرگونه خطا، به یک قاعده سازی تحلیلی جدید و همچنین علم مکانیک نیاز می باشد.بنابراین هدف از این تحقیق، توسعه علم مکانیک برای پیش بینی دقیق حسی و فعال یک تیر تیموسنکو که شامل عناصر پیزوالکتریک است، می باشد که اختصاصاً در این مسئله به تحلیلی استاتیکی با استفاده از مدل سازی به روش اجزاء محدود با تقریب درجه

 بالای گلرکین برای تیر ترمو پیزوالکتریک با فرض تئوری تیموشنکو تحت بارهای ترمو الکترومکانیکی و شرایط مرزی خاص، پرداخته خواهد شد. تاکید ویژه روی پاسخ کوپل شده در سطح ماده از میان معادلات ساختاری ترمو پیزوالکتریک و نشان دادن تغییر مکان و جابجایی ها، پتانسیل الکتریکی و درجه حرارت متغیرهای حالت، در تجزیه و تحلیل صورت پذیرفته است. این شکل یکپارچه شده از پاسخ کوپل شده، به ما برای مدل کردن هر دو پاسخ حسی و فعال از تیرهای پیزوالکتریک کمک می کند.

اثرات حرارتی از ضریب انبساط حرارتی نامناسب، اثرات پیروالکتریک از مواد پیزوالکتریک و درجه حرارت وابسته به خواص مواد، مطابق با فرمول بندی اجزاء محدود برای تجزیه و تحلیل استاتیکی تیر پیزوالکتریک تحت بارهای ترموالکترومکانیکی، به وضوح محاسبه شده اند.
این پروژه در هشت فصل می باشد که بعد از مقدمه در فصل اول درباره پیزوالکتریک و مواد هوشمند به طور مختصر توضیح داده شده. در فصل دوم توضیحی درباره مدل سازی تحلیل مواد پیزوالکتریک، فصل سوم در خصوص پیشرفت تئوری و فرمول بندی معادلات ساختاری ترمو پیزوالکتریک در حالت کوپل، فصل چهارم فرمول بندی به روش اجزاء محدود (گلرکین)، فصل پنجم و ششم تحلیل غیر کوپل تیر پیزوالکتریک، فصل هفتم شامل بحث و نتیجه گیری و در فصل هشتم به طرح مثال و حل کامپیوتری پرداخته شده است.
مقدمه
سازه های هوشمند توانایی ذاتی برای حس کردن سازگاری با محیط اطرافشان دارند. بنابراین وقتی از سازه های هوشمند استفاده می کنیم، یک عامل بالقوه ای حاکی از بهبود کارآیی قطعات سازه ای وجود دارد.
هرچند این مواد قبلا در داخل سازه های فضایی به کار می رفتند، اما رفتار الکتریکی و مکانیکی مواد هوشمند باید کاملاً مشخص و توصیف شوند. از این رو برای سنجیدن و تشخیص دادن هردو پاسخ حسی و فعال مواد هوشمند، پژوهش وسیعی بعد از سال 1980 صورت گرفت.
فصل اول
سازه های هوشمند
1-1- آشنایی کوتاه
سازه های هوشمند به وسیله حضور یکپارچه المان های محرک و حسی از سازه های متعارف متمایز می باشند. در یک نمونه کاربردی سازه هوشمند، سنسورها برای آگاهی دادن و بازبینی کردن پاسخ مکانیکی سازه به وسیله تغییرات در جابجایی ها، کرنش ها و یا شتاب ها به کار می روند. سابقاً یک پاسخ سازه ای نامطلوب و یا مخالف در سنسورها کشف شده بود که یک کنترل کننده، ورودی مورد نیاز را به محرک تولید می کرد.
محرک ها به این ورودی پاسخ می دهند و یک تغییر متناظر در پاسخ مکانیکی سازه برای یک حالت قابل قبول و پذیرا تولید می کنند. توانایی سازه های هوشمند برای حس و سازگاری با محیط اطرافشان منجر می شود به یک دامنه وسیع کاربردهای بالقوه، از قبیل جلوگیری از ارتعاشات سازه های هواپیما، کنترل سر و صدای روتور هلی کوپترها، نظارت بر سلامتی پل ها، کنترل شکل خرپاهای فضایی بزرگ، کنترل آیروالاستیک قطعات بالابر هواپیما و کنترل زلزله بر روی ساختمان ها.