دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشكده تحصیلات تكمیلی

سمینار برای كارشناسی ارشد“M.Sc”
مهندسی مكانیك – طراحی كاربردی

عنوان :
استفاده از مواد هوشمند در سازه های چند لایه

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)
چكیده :
در این سمینار مقدمه ای بر ماده پیزوالكتریك و ساختار كریستالی آنها توضیح داده شده است. تئوری لایه
بندی پیزوالكتریك كه قادر به تحلیل و مدل نمودن الكترومكانیكال(Actuator) پیزوالكتریك میباشد. روابط
تبدیل لایه ها كه جزء خواص ذاتی لایه های پیزوالكتریك به حساب می آید و همچنین معادلات بنیادین
تك لایه ها در سازه و روابط حاكم بر سازه های چند لایه ارائه گردیده است. آنالیز محاسباتی و عملی
المانهای Actuator پیزوالكتریك در سازه چه در حالت محصور و چه در حالت گیر دار انجام گرفته است. سه

یک مطلب دیگر :

نمونه از تیرهای پیزوالكتریك یك سرگیردار به همراه Actuator مورد قیاس و بررسی قرار گرفته است. سازه
های پیزوپلیمر بر اساس تئوری تك لایه كامپوزیتی ارائه گردیده و یك سازه چند لایه با لایه های غیر موازی
تحت میدان الكتریكی مورد تحلیل قرار گرفته است كه دچار خمش و پیچش همزمان گردیده است.
مقدمه :
بیش از صد سال از كشف پدیده پیزوالكتریك توسط برادران Curie در سال 1880 می گذرد. امروزه صدها
نوع از مواد فروالكتریك(Ferroelectric) در صنایع مختلف به عنوان مواد هوشمند استفاده میگردد. استفاده از
این مواد زمانی كاربرد خود را نشان داد كه نیاز به دو خصوصیت صلبیت و تغییر شكل الاستیك، به خصوص
در صنایع نیازمند به دقت بالامورد توجه قرار گرفت.
هنگامی كه ماده ای پیزو الكتریك مثل PZT تحت كرنش مكانیكی قرار میگیرد، به صورت الكتریكی

قطب دار میشود، كه میزان قطبیت آن بستگی به كرنش وارده دارد(مثل یك سنسور ویا حتی ژنراتور و )
بالعكس، ماده پیزوالكتریك تغییر شكل میدهد هنگامی كه تحت اثر میدان الكتریكی قرار میگیرد.
فصل اول
كلیات :
اثر پیزوالكتریك مربوط به ساختار كریستالی مواد است. كریستالی كه از خود خاصیت پیزوالكتریك نشان
میدهد، ساختارش باید فاقد مركز تقارن باشد. هر تنشی اعم از كششی یا فشاری كه به ساختار چنین
كریستالی وارد گردد، باعث تغییر حالت تعادل بین بارهای مثبت و منفی در هر سلول پایه از كریستال گردیده
و این پدیده باعث ایجاد قطب در روی سطح شبكه میگردد. این پدیده به صورت تجربی خطی است و نتیجتا”
میزان قطبیت مستقیما” به مقدار تنش وارده بستگی دارد، كه به طبع اگر تنش وارده كششی و یا فشاری
باشد، میدان الكتریكی مثبت یا منفی ایجاد خواهد گردید. عكس این مطلب نیز صحیح بوده و اگر كریستال
تحت اثر میدان الكتریكی مثبت یا منفی قرار گیرد، دچار كرنش الاستیك مثبت و یا منفی خواهد گردید و
طول ماده پیزوالكتریك كوتاهتر و یا بلندتر خواهد گردید .
از مهمترین انواع این نوع كریستال مذكور و و مواد پیزوالكتریك، پیزوالكتریكهای سرامیكی هستند كه
یكی از انواع مهم آن PZT است. این شاخه از مواد پیزوالكتریك امروزه جزو پر كاربردترین انواع بوده كه