منبع تحقیق : پایان نامه ارشد رشته مکانیک طراحی کاربردی: بررسی کمانش حرارتی تیر FGM با دو لایه پیزوالکتریک

با عنوان : مطالعه کمانش حرارتی تیر FGM با دو لایه پیزوالکتریک

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

“M.SC” پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی مکانیک گرایش طراحی کاربردی

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

عنوان:

مطالعه کمانش حرارتی تیر FGM با دو لایه پیزوالکتریک

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

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

چکیده

در این پژوهش به مطالعه کمانش حرارتی تیر تابعی (FGM) با دو محرک پیزوالکتریک پرداخته شده می باشد. خواص ماده شامل ضریب انبساط حرارتی و مدول الاستیسیته در جهت ضخامت تیر بطور پیوسته، مطابق با مدل توانی تغییر می کند. با بهره گیری از تئوری تیر اویلر-برنولی و روش حساب تغییرات و جمع نیرو معادلات تعادل و پایداری بدست آورده شده می باشد. با در نظر گرفتن تکیه گاه ساده برای تیر مذکور، محاسبه دمای بحرانی کمانش بر حسب ترمهای ولتاژ محرک، خواص مکانیکی و هندسی تیر، بصورت تحلیلی انجام شده می باشد. این ارتباط نشان می دهد با اعمال ولتاژ منفی به لایه های محرک دمای بحرانی کمانش افزایش می یابد.

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

مقدمه

کمانش ناشی از تغییرات دمایی یکی از عوامل اصلی در تخریب سازه های مهندسی می باشد، پس مطالعه کمانش ناشی از بارهای حرارتی در سازه ها اهمیت ویژه ای می یابد. کنترل کمانش تیرها با بهره گیری از مواد هوشمند اخیرا مورد پژوهش و مطالعه قرار گرفته می باشد. در مراجع گوناگون در بین مواد هوشمند، مواد پیزوالکتریک جهت بهره گیری برای سنسور و محرک جزو بهترین مواد معرفی شده می باشد که دلیل آن نیز خواص منحصر به فرد این مواد می باشد. بهره گیری نخستین از مواد پیزوالکتریک به سال 1880 برمی گردد زمانی که برادران کوری اثر مستقیم این مواد را کشف کردند.

مواد تابعی در تحقیقات گستردهای در سالهای بین 1990 تاکنون مورد مطالعه قرار گرفته می باشد. علت این تحقیقات گسترده اینست که، اگرچه تا حدودی مشابه مواد مرکب رفتار می ‌کند ، اما در واقعیت تفاوت زیادی بین این دو ماده هست و در اصل میتوان مواد تابعی را نوع جدیدی از مواد مرکب در نظر گرفت که خواص آن به صورت لایهای تغییر نمیکند بلکه بصورت کاملاً یکنواخت تغییر مینماید. یکی از ویژگیهای مهم این مواد اینست که، در محیط هایی که تحت گرادیان حرارتی بالایی قرار دارند بهره گیری از این ماده باعث جلوگیری از به وجودآمدن تمرکز تنش میشود. علت آن نیز اینست که از آنجا که این مواد معمولا از ترکیب دو ماده تشکیل میشود که یکی از این مواد از دسته سرامیکها و دیگری از دسته فلزها میباشد، هم بدلیل ضریب هدایت مناسب در برابر حرارت میتواند مقاومت کند و هم بدلیل داشتن مدل الاستیسیته مناسب میتواند پیش روی بارهای مکانیکی پاسخ مناسبی را ارائه دهد.

درپژوهش حاضر، با در نظر داشتن خواص منحصر به فرد مواد تابعی و همچنین قابلیت پیزوالکتریک جهت بهره گیری برای کنترل کمانش ، به مطالعه کمانش حرارتی تیر تشکیل شده از مواد تابعی با بهره گیری از لایه های محرک پیزوالکتریک، تحت بار حرارتی و الکتریکی مورد توجه قرار گرفته می باشد.

فصل اول: کلیات

1-1) هدف

در این پژوهش اختلاف دمای بحرانی کمانش برای تیر تابعی محاسبه شده و سپس با بهره گیری از اعمال ولتاژ به لایه های پیزوالکتریک ، دمای بحرانی کمانش افزایش یافته و کمانش تیر به تعویق می افتد.

2-1) پیشینه پژوهش

هی و همکاران یک فرمول بندی المان محدود بر مبنای تئوری صفحات کلاسیک لایه ای برای کنترل شکل و ارتعاشات صفحات FGM شامل سنسور و محرک پیزوالکتریک ارائه دادند. در این مدل الگوریتم بازخورد جهت کنترل پاسخ دینامیکی و استاتیکی مورد بهره گیری قرار گرفته می باشد. خصوصیات صفحه FGM در جهت ضخامت آن مطابق با توزیع توانی کسر حجمی بوده می باشد. نتایج تحلیل استاتیکی بر حسب خیز صفحه میانی نشان دهنده آثار کنترلی لایه های پیزوالکتریک می باشد.

لین و همکاران یک تحلیل پا یداری دینامیک روی تیر متشکل از ماده مرکب و لایه های پیزوالکتریک انجام دادند، در این پژوهش یک تیر لاغر لایه ای مرکب با لایه های پیزوالکتریک که تحت بار فشاری نوسانی محوری قرار دارد در نظر گرفته شده می باشد و پایداری دینامیکی تیر مورد مطالعه قرار گرفته می باشد هر دو لا یه بالایی و پایینی پیزوالکتریک به عنوان محرک در نظر گرفته شده اند این تیر در دو انتها مقید شده و لایه های پیزو الکتریک محرک تنشهای صفحه ای القا می کنند و بر رفتار دینامیکی تیر اثر می گذارند. هنگامی که ولتاژ اعمالی در لایه های پیزوالکتریک محرک منفی می باشد نیر وی پیزوالکتریک کششی می باشد. در این پژوهش ولتاژهای یکسان به هر دو لایه محرک اعمال شده می باشد . پایداری دینامیکی تیر نیز وقتی که لایه پیزوالکتریک بالایی به عنوان محرک و لایه پایینی به عنوان حسگر اقدام می کند مورد مطالعه قرار گرفته می باشد.

ماتیو و همکاران رفتار استاتیکی یک تیر طره ای که با تکه های محرک پیزوالکتریک تحریک می گردد را بوسیله مدل اجزای محدود مورد مطالعه قرار دادند و همین مطالعه را بصورت تجربی روی تیر مدل بوسیله اعمال جریان مستقیم به تکه های پیزوالکتریک انجام دادند. تیر مورد مطالعه همگن و از جنس آلومینیوم می باشد. نتایج حاکی از توافق بین داده های مدل اجزای محدود و مدل تجربی برای ولتاژهای پایین (کمتر از 100 ولت) می باشد. برای توافق در ولتاژهای بالاتر بایستی شکل غیر خطی ثابت پیزوالکتریک برای مدل اجزای محدود در نظر گرفته گردد. ولتاژهای اعمالی در این مطالعه زیر 225 ولت می باشد.

شن روی پاسخ غیر خطی خمش صفحات تابعی که تحت بارهای عرضی و حرارتی قرار دارند مطالعه نموده می باشد. این مطالعه روی صفحات مستطیلی تابعی با تکیه گاه ساده که تحت یک بار عرضی یکنواخت یا سینوسی و محیط حرارتی قرار دارند انجام شده، توزیع توانی مطابق کسر حجمی برای خصوصیات مواد در جهت ضخامت در نظر گرفته شده می باشد، معادلات حاکم برای صفحه تابعی بر مبنای تئوری تغییر شکل برشی مرتبه بالاتر ردی در نظر گرفته شده می باشد، یک تکنیک ترکیبی گالرکین و اغتشاشات برای تعیین نمودارهای نیرو- جابجایی و نیرو ممان خمشی بکار گرفته شده می باشد.

جواهری و اسلامی روی کمانش حرارتی صفحه تابعی مطالعه نمودند، همچنین مطالعاتی روی کمانش این صفحات تحت بار گذاری فشاری صفحه ای و بارگذاری حرارتی بر مبنای تئوری مرتبه بالا انجام دادند.

تعداد صفحه : 90

قیمت : شش هزار تومان

 

***

—-

پشتیبانی سایت :       

———-          [email protected]