%41تخفیف

پایداری دینامیکی صفحه تقویت شده با وصله پیزو الکتریک

تعداد 108صفحه  درword

گروه مکانیک

پایداری دینامیکی صفحه تقویت شده با وصله پیزو الکتریک

چكيده پايان نامه:

صفحات کامپوزیتی به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا مورد استفاده صنایع هوا – فضا ، نظامی و صنعتی می باشد. به منظور بهبود عملکرد ، این صفحات را به صورت هوشمند استفاده می کنند که به طور معمول از وصله های پیزوالکتریک به عنوان تقویت کننده هوشمند استفاده می شود. در این پایان نامه به بررسی رفتار صفحات غیر مسطح که با وصله های پیزو الکتریک تقویت شده و تحت بارگذاری دینامیکی است پرداخته می شود. در این بررسی از روش اجزا محدود به کمک نرم افزار انسیس (ANSYS) برای تحلیل کوپله صفحه با بارگذاری فشاری داخل صفحه و شارالکتریکی استفاده شده است. صفحه مرکب بررسی شده به صورت تابعی از زمان با شیب ثابت تحت باراست و کمانش دینامیکی لحظه ای اتفاق می افتد که خیز بیشینه به اندازه ضریب معینی ازضخامت صفحه تغییر کند. بار کمانش دینامیکی در حالات مختلف از قبیل تغییرات مقدار انحناء اولیه و ولتاژ محاسبه شده است. علاوه بر این هندسه و سطح موثر وصله در مقدار بار کمانشی دینامیک مورد بررسی قرار گرفته است. مشاهده گردید که وصله هایی با هندسه دایروی برای گشودگی های بزرگ نسبت به وصله های مربعی کارایی بیشتری دارند همچنین با اعمال ولتاژ بر وصله پیزوالکتریک ،صفحه تا 30 درصد امکان تحمل بار بیشتری را دارا می باشد.

كليد واژه:

  1. کمانش دینامیکی

  2. صفحه هوشمند

  3. وصله پیزو الکتریک

  4. اجزاءمحدود

  5. گشودگی

 

ج

فهرست شکل ها

  

صفحه

عنوان

ردیف

33

اثر تغییر قطب بر روی مواد پیزو الکتریک

3-1

34

اثر میدان الکتریکی بر روی مواد دی الکتریک

3-2

42

طرح شماتیک مسئله

4-1

48

نمای کلی ازمدل صفحه خمیده دارای گشودگی در نرم افزار

4-2

49

نحوه قرار گیری صفحات وصله بر روی صفحه اصلی

4-3

50

اتصال وصله مربعی به صفحه اصلی

4-4

50

اتصال وصله دایروی به صفحه اصلی

4-5

51

تقویت دایروی صفحه

4-6

52

اتصال وصله مربعی به صفحه اصلی

4-7

54

طرح شماتیک المان های کاربردی

4-8

59

نمایی شماتیک از صفحه پیزو کامپوزیتی خمیده تحت بار داخل صفحه

5-1

60

تغییرات خیز بیشینه صفحه با انحناء اولیه 33/0 به ازاء مقادیر مختلف تقسیمات المان ها

5-2

62

خیز صفحه پیزو کامپوزیت در لحظه ایی که کمانش دینامیکی رخ می دهد

5-3

65

نحوه قرار گرفتن قطب های وصله پیزو الکتریک و ارتباط با منبع تغذیه

5-4

67

روند حل های انجام شده

5-5

68

انحناء نیم سینوسی در دو راستای عمود بر هم

5-6

 

د

فهرست جدول ها

  

صفحه

عنوان

ردیف

53

خواص مکانیکی گرافیت – اپوکسی

4-1

53

خواص مکانیکی پیزو سرامیک PZT-G1195

4-2

61

مقایسه مقادیر بدست آمده با مقادیر باترا وکنگ

5-1

61

کد نوشته شده در نرم افزار ANSYS

5-2

63

مقادیر بدست آمده با المان های گوناگون ومقایسه با مقادیر باترا و گنگ

5-3

64

بار کمانش دینامیکی به ازاء انحناء های گوناگون

5-4

71

مقایسه بار کمانش دینامیکی برای صفحه منحنی دارای گشودگی در حالت ساده و وصله دار برای شعاع گشودگی

5-5

73

مقایسه بار کمانش دینامیکی برای صفحه منحنی دارای گشودگی در حالت ساده و وصله دار با اعمال ولتاژ برای شعاع گشودگی

5-6

79

مقایسه دو حالت تعمیر صفحه با وصله دایروی با اعمال ولتاژ و بدون وجود ولتاژ با سطح پوشش و انحناء اولیه

5-7

83

مقایسه دو حالت تقویت صفحه با وصله مربعی با اعمال ولتاژ و بدون وجود ولتاژ با سطح پوشش و انحناء اولیه

5-8

ه

فهرست نمودار ها

 

صفحه

عنوان

ردیف

6

تغییرات خیز بی بعد با زمان در دو حالت وجود ولتاژ و نبود آن

5-1

69

تغییرات بار کمانش دینامیک در صفحه خمیده گرافیت-اپوکسی دارای گشودگی با انحناء های گوناگون

5-2

70

تغییرات کمانش دینامیکی در صفحه کامپوزیتی دارای گشودگی با انحناء اولیه

5-3

71

تغیرات بار کمانش دینامیکی در صفحه کامپوزیتی خمیده تقویت شده با وصله پیزو الکتریکی در غیاب اعمال ولتاژ

5-4

73

تغییرات بار کمانش دینامیکی در صفحه مرکب دارای گشودگی به ازاء ولتاژ در دو سمت وصله پیزو کامپوزیت

5-5

74

بار کمانش دینامیکی برای صفحه با شعاع گشودگیو انحناء مختلف

5-6

75

بار کمانش دینامیکی برای صفحه با شعاع گشودگیو انحناء مختلف با اعمال ولتاژ

5-7

76

درصد افزایش بار کمانشی نسبت به حالت بدون ولتاژ برای صفحه با شعاع گشودگی و ولتاژ

5-8

77

تغییرات بار کمانش دینامیکی با وصله دایروی بدون اعمال ولتاژ

5-9

78

مقایسه بار کمانش دینامیکی در دو حالت وصله دایروی و وصله مربعی برای شعاع گشودگیو انحناء اولیه

5-10

79

تغییرات بار کمانش دینامیکی به ازاء انحناء اولیه و وجود ولتاژبر روی وصله دایروی

5-11

80

تغییرات بار کمانش دینامیکی به ازاء انحناء اولیه وr=0.02m با وجود ولتاژ بر روی وصله دایروی در صفحات کامپوزیتی با تعدادلایه و زوایای فایبر متفاوت

5-12

81

تغییرات بار کمانش دینامیکی برای صفحه گرافیت اپوکسی تقویت شده با وصله مربع با انحناء اولیه

5-13

82

تغییرات بار کمانش دینامیکی صفحه کامپوزیتی تقویت شده با وصله پیزو الکتریک تحت ولتاژو انحناء اولیه

5-14

84

بار کمانش دینامیکی در صفحه تقویت شده با وصله پیزو الکتریک دایروی بدون ولتاژ و خمیدگی اولیه

5-15

85

بار کمانش دینامیکی در صفحه کامپوزیتی دارای گشودگی مختلف و تقویت شده با وصله تحریک شده پیزو

5-16

و

نمادها

نماد

نام فارسي

نام انگليسي

واحد

N

نیوتن

Newton

N

S

ثانیه

Second

S

m

متر

Meter

M

F

نیرو

Force

F

علائم يوناني

نماد

نام فارسي

نام انگليسي

واحد

زتا

Zeta

ز

فهرست

   عنوان                                                                                                        صفحه

فصل اول: مقدمه

1-1مقدمه……………………………….. 2

1-2 هدف از انجام پایان نامه………………. 4

1-3 معرفی فصل های پایان نامه……………… 5

فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده

2-1 مقدمه………………………………. 7

2-2تاریخچه خاصیت پیزو الکتریک ……………. 8

2-3 تئوری های کمانش دینامیکی…………………………………………………………………………………………….13

2-4 مطالعات صورت گرفته بر روی پیزو کامپوزیت ها……………………………………………………………..14

2-5 بررسی اثر بریدگی در سازه های هوشمند………………………………………………………………………….16

2-6 وصله در صفحه مرکب دارای گشودگی………………………………………………………………………………22

2-7 معرفی سازه های چسبی …………………………………………………………………………………………………..23

2-8 بررسی اتصالات…………………………………………………………………………………………………………………..23

فصل سوم: آشنایی با مواد هوشمند و معادلات ساختاری آنها

      3-1 معرفی مواد هوشمند ………………… 27

      3-2 سازه های هوشمند…………………… 29

     3-3 مدل سازی مواد پیزو الکتریک……………………………………………………………………………………………….32

ح

    فصل چهارم: تحلیل پایداری دینامیکی سازه های هوشمند پیزوالکتریکی

      4-1 مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………..39

      4-2 پیزو الکتریسیته در نرم افزار انسیس(ANSYS)………………………………………………………………..43

           4-2-1المان هایی با قابلیت کاربری پیزو الکتریک  43

           4-2-2 نحوه تعریف خصوصیات مواد پیزو الکتریک.. 44

          4-2-3 ماتریس گذردهی(ثوابت دی الکتریک)…….. 44

         4-2-4 ماتریس پیزو الکتریک……………….. 45

        4-2-5 ماتریس ثوابت الاستیک………………… 46

     4-3 تحلیل و مدل سازی مسائل مریوط به مواد پیزو الکتریک در نرم افزار…………………………………47

           4-3-1مدل سازی…………………………. 47

           4-3-2ویژگی های ماده……………………. 53

           4-3-3انتخاب المان……………………… 53

فصل پنجم: بررسی پارامتری کمانش دینامیکی صفحه با وصله پیزوالکتریک

5-1 مقدمه ………………………………… 57

5-2 روش حل پیشنهادی مسئله………………………………………………………………………………………………………….58

5-3 اعتبار سنجی و بررسی صحت مدل و روش حل در نرم افزار    58

5-4 حل با المان PLANE223 ………………………………………………………………………………………………………..63

5-5 بررسی اثر انحناء بر روی حل کمانش دینامیکی…………………………………………………………………………..64

5-6 اثر ولتاژ بر روی کمانش دینامیکی صفحه کامل دارای انحناء اولیه…………………………………………. ..64

5-7 مشخصات هندسه صفحات مورد بررسی……………. …66

5-8 تحلیل صفحه خمیده کامپوزیتی ساده دارای گشودگی. 67

ت

5-9 بررسی اثر سرعت اعمال بار………………… 69

5-10 تعمیر صفحه کامپوزیتی خمیده دارای گشودگی با وصله پیزو الکتریکی بدون اعمال ولتاژ…………………………… 70

5-11 تعمیر صفحه کامپوزیتی خمیده دارای گشودگی با وصله پیزو الکتریکی با اعمال ولتاژ…………………………….. 72

5-12 تعمیر موضعی صفحه کامپوزیتی دارای گشودگی با وصله پیزو مربعی بدون اعمال ولتاژ……………………………….. 74

5-13 تعمیر موضعی صفحه کامپوزیتی دارای گشودگی با وصله پیزو مربعی با اعمال ولتاژ……………………………….. 75

5-14 تعمیر موضعی صفحه کامپوزیتی دارای گشودگی با وصله پیزو دایروی بدون اعمال ولتاژ…………………………… 76

5-15 تعمیر موضعی صفحه کامپوزیتی دارای گشودگی با وصله پیزو دایروی با اعمال ولتاژ……………………………….. 78

5-16 تقویت موضعی صفحه کامپوزیتی دارای گشودگی با وصله پیزو مربعی بدون اعمال ولتاژ……………………………….. 80

5-17 تقویت موضعی صفحه کامپوزیتی دارای گشودگی با وصله پیزو مربعی با اعمال ولتاژ……………………………….. 82

5-18 تقویت موضعی صفحه کامپوزیتی دارای گشودگی با وصله پیزو دایروی بدون اعمال ولتاژ…………………………… 83

5-19 تقویت موضعی صفحه کامپوزیتی دارای گشودگی با وصله پیزو دایروی با اعمال ولتاژ……………………………….. 84

فصل ششم: بحث و نتیجه گیری

6-1 بحث و نتیجه گیری……………………….. 89

6-2 ارائه پیشنهاد برای پژوهش های آینده ………. 90

منابع……………………………………. 92

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “پایداری دینامیکی صفحه تقویت شده با وصله پیزو الکتریک”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo