جلسه دفاع از رساله: آقای مهدی بقایی، گروه آموزشی هوا فضا
خلاصه خبر: مدل سازی و تحلیل آیروالاستیسیته ورق کامپوزیتی مستطیلی تقویت شده با لایه ای MFC در معرض جریان هوای مافوق صوت
چکیده:در این تحقیق روشی نیمه تحلیلی برای تحلیل ارتعاشات آزاد و مطالعه فلاتر ورق کامپوزیتی مستطیلی ساندویچ شده با لایه MFC نوع d13 در حضور جریان آیرودینامیکی مافوق صوت یک طرفه با شرایط مرزی الاستیک (مدل شده با فنرهای طولی، عرضی و پیچشی) توزیعی ارائه میشود. در این راستا رفتار مکانیکی ورق بصورت یک لایه معادل و با استفاده از تئوری ورق با تغییر شکل برشی مرتبه اول مدلسازی میگردد. رفتار الکتریکی ورق برای تکتک لایهها به طور مجزا و با در نظر گرفتن پتانسیل الکتریکی مرتبه دوم مدلسازی میشود. روش نیمه تحلیلی ارائه شده در این تحقیق بدین صورت میباشد که ابتدا با محاسبه انرژیهای جنبشی و پتانسیل کرنشی و با استفاده از اصل همیلتون، شرایط مرزی مسئله الکتروالاستیکی استخراج میشود. در ادامه برای تحلیل ارتعاشات آزاد، مشابه روش رایلی ریتز، جابجاییها و پتانسیل الکتریکی تعمیم یافته بصورت بسط سری آنها با تابع پایه چندجملهای لژاندر برای زمان متناوب در نظر گرفته میشوند. با استفاده از اصول حساب تغییرات، مسئله مقدار ویژه تشکیل میگردد که در آن فانکشنال انرژی مجموع اکسترمم شده و شرایط مرزی با استفاده از ضرایب لاگرانژ درون فانکشنال انرژی در نظر گرفته شدهاند. مزیت اصلی استفاده از روش ضرایب لاگرانژ آن است که توابع جابجایی و پتانسیل فرض شده لزومی به برآورده کردن شرایط مرزی مسئله ندارند و میتوانند کاملا دلخواه انتخاب میشوند. بنابراین براحتی میتوان تمام شرایط مرزی کلاسیک را در نظر گرفت و تحلیل کرد. با محاسبه مقادیر ویژه و بردارهای ویژه در گام بعدی با کمک روش مودهای فرضی و استفاده از تئوری پیستون، نیروی تعمیم یافته آیرودینامیکی جریان هوای مافوق صوت محاسبه و بدین ترتیب معادله حرکت آیروالکتروالاستیک مسئله استخراج میگردد. با استفاده از ولتاژ اندازهگیری شده توسط حسگر و بهرهگیری از استرتژی کنترلر تناسبی و فیدبک سرعت، ولتاژ اعمالی به MFC تعیین و با فرض جواب هارمونیک، دستگاه معادلات دیفرانسیلی گسسته حاصل شده حرکت تبدیل به معادله جبری میشود که با استفاده از روشهای جبری برای طیف وسیعی از سرعت جریان حل و مرز فلاتر با و بدون الگوریتم کنترلی قابل بررسی خواهد بود. نتایج حاکی از دقت بالای روش در تحلیل ارتعاشات آزاد انواع ورقهای پیزوکامپوزیتی با لایهچینیها و شرایط مرزی خاص دارد. برای ورقهای پیزوالکتریکی ضخیم اختلاف جزئی بین نتایج الاستیسته سه بعدی و روش ارائه شده به نظر ناشی از فرض تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول در نظر گرفته شده برای مدلسازی است. بررسی رفتار ارتعاشاتی ورق کامپوزیتی مستطیلی تقویت شده با لایههای MFC و جهات الیاف دلخواه برای شرایط مختلف مرزی نشان میدهد که به منظور کسب فرکانسهای طبیعی خاص میتوان به راحتی با استفاده از این روش جهات MFCهای نصب شده روی سازه را تغییر و فرکانس مورد نظر را بدست آورد. این امر میتواند برای طراحی ورق هوشمند سخت یا نرم برای همه شرایط مرزی بکار گرفته شود، امری که با استفاده از روشهای دیگر بسیار مشکل مینماید. صحت روش ارائه شده برای تحلیل فلاتر نیز با مقالات معتبر سنجیده و در ادامه برای مطالعه اثرات شرایط مرزی و جهات MFCها روی مرزهای فلاتر پنل ورق هوشمند استفاده میشود. بدین ترتیب روش توسعه داده شده میتواند به بخوبی سرعت فلاتر و اثرات سایر پارامترها را بررسی کند 29 بهمن 1397 / تعداد نمایش : 1424
|