پديد آورنده :
تاكي، محمد سينا
عنوان :
بررسي رفتار ديناميكي ورق هاي مركب دو پايداره با لايه هاي پيزوالكتريك
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
[ده]،101ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
سعيد ضيايي راد، رضا تيكني
توصيفگر ها :
پرش ناگهاني , فركانس طبيعي اتصال كوتاه , فركانس طبيعي مدارباز , برداشت انرژي
تاريخ نمايه سازي :
93/12/16
استاد داور :
مصطفي غيور، مهدي سلماني تهراني
چكيده فارسي :
1 چكيده سازههاي دوپايداره مركب دستهاي از مواد مركب هستند كه به علت دارا بودن دو حالت پايدار و عدم نياز به صرف هيچگونه انررژي برراي ماندن در هر يك از اين حالتهاي پايدار كاربردهاي فراواني به ويژه در سازههاي مورفينگ دارند و توجه بسياري از محققين و انجمنهاي هوافضا را به خود جلب كردهاند تاكنون مطالعات زيادي در زمينه پاسخ حرارتي و استاتيكي اين صفحات انجام شده است به همرين دليرل تمركز اين مطالعه بيشتر بر بررسي پاسخ ديناميكي صفحات مركب دوپايداره با چينش 11 1 به همراه اليههاي پيزوالكتريرك اسرت بردين منظور در ابتدا با نوشتن برنامه ويژه در نرمافزار متلب و با استفاده از روش ريلي ريتز و كمينه سرازي انررژي پتانسريل سيسرتم حالرتهراي پايدار بدست آمده است در ادامه با استفاده از مدل توسعه يافته هير به همراه اصل هاميلتون معادالت الكترومكانيكي حركت استخراج شده و فركانس طبيعي اتصال كوتاه ورق و پاسخ ديناميكي آن تحت تأثير ميدانهاي الكتريكي خطي و هارمونيك محاسبه و با نتايج شبيهسرازي در نرمافزار اجزاي محدود آباكوس مقايسه شده است همچنين به منظور كاهش خطاهاي موجرود در نترايج بدسرت آمرده از روش تقريبري نسبت به روش اجزاي محدود تابع شكل جديد از مرتبه 4 براي ميدان جابجايي خارج از صفحه ارائه گرديده است و اثر تابع شكل در نظر گرفته شده در حالتهاي پايدار و پاسخ ديناميكي بررسي شده است در پايان نيز بره مطالعره ايرده برداشرت انررژي از ارتعاشرات صرفحات مركب دوپايداره تحت اثر نيروهاي متمركز پرداخته شده و نشان داده شده است كه اين صفحات به علت دارا بودن رفتار غيرخطي و وقرو پديده پرش ناگهاني بين حالتهاي پايدار آنها توانايي توليد توانهاي الكتريكي بااليي نسبت به سيستمهاي خطي دارند لغات كليدي ورقهاي مركب دوپايداره پرش ناگهاني اليههاي پيزوالكتريك فركانس طبيعي اتصال كوتاه فركانس طبيعي مدار باز برداشت انرژي
چكيده انگليسي :
112Dynamic Behavior of Bi stable Composite Plates with Piezoelectric Layers Mohammad Sina Taki Email ms taki@me iut ac ir Date of submission November 18 2014 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language Farsi Supervisor Saeed Ziaei Rad Email szrad@cc iut ac ir Supervisor Reza Tikani Email r tikani@cc iut ac irAbstractSome important advantages of composite materials such as their high weight to strength ratio was the cause oftheir prevalent use in many industrial cases in past decades Morphing or a shape adaptable structure can bedescribed as a structural system whose shape and structural characteristics can be changed in order to satisfy theoperational characteristics alteration morphing structures is so called the bi stable structures Bi stablecomposite structures are special kinds of composite structures that their ability to maintain in their stableconfigurations without any source of energy has made them suitable for morphing structures It is well knownthat the asymmetric composite laminates will form curved shapes as their temperature drops from the highcuring temperatures to the room temperature Such curvatures result from the differences between thecoefficients of thermal expansion and elastic properties of each layer within the laminate Therefore as thesestructures are exposed to different kinds of loading large out of plane deflection might occur The twocylindrical stable shapes of such structures cannot be predicted by the classical lamination theory CLT Anonlinear mechanism called snap through is capable of making the change from one stable to another stableconfiguration A great amount of research were carried out that focused on the thermal and static behavior ofthese special plates The main goal of the present study is dynamic response of 0 90 bi stable composite plateswith piezoelectric layers Therefore a specially written MATLAB code based on the Rayleigh Ritz techniqueand minimizing the potential energy is developed to compute statically stable states of the plate Afterwards using Rayleigh Ritz model in conjunction with Hamilton s Principle the electromechanical equations shortcircuit natural frequency and dynamic time responses of plate to the ramp and harmonic electrical fields werecomputed The obtained results were in agreement with the results obtained by finite element simulations inABAQUS software To eliminate the errors in the results from Rayleigh Ritz method biquadratic shapefunction for the out of plane displacement field was proposed and the effect of that was evaluated in the staticand dynamic behavior of the plate Furthermore the concept of energy harvesting from vibrations of the bi stable composite plates affected by concentrate forces is investigated The results revealed that these plates havemore ability in producing electrical powers in compared with conventional plates because of having non linearbehavior and snap through between their stable states Keywords Bi stable composite plates Snap through Piezoelectric layers Short circuitnatural frequency Open circuit natural frequency Energy harvesting
استاد راهنما :
سعيد ضيايي راد، رضا تيكني
استاد داور :
مصطفي غيور، مهدي سلماني تهراني
