بررسی اثر محرک پیزوالکتریک بر رفتار کمانش و ارتعاشی تیرهای اویلر- برنولی تحت نیروی محوری

نویسندگان

1 دانشگاه تبریز

2 دانشگاه تبریز

3 دانشگاه تبریز

doi
10.22067/fum_mech.v27i2.37712
چکیده

استفاده از لایه‌های پیزوالکتریک تأثیر قابل ‌ملاحظه‌ای بر رفتار ارتعاشی و ظرفیت باربری سازه ها دارد. به‌منظور استفادۀ بهینه از مواد پیزوالکتریک می‌توان به‌جای لایۀ سرتاسری از وصله‌های پیزوالکتریک استفاده کرد. هدف تحقیق حاضر بررسی تأثیر وصله‌های پیزوالکتریک و شرایط مرزی بر رفتار کمانش و ارتعاشی تیر اویلر-برنولی تحت بار محوری می‌باشد. تأثیر تنش‌های اعمالی از طرف وصله‌های پیزوالکتریک با استفاده از تابع هوی ساید در معادلات حرکت اعمال شده و با استفاده از روش گالرکین، معادلۀ مشخصۀ حاکم بر رفتار ارتعاشی سیستم استخراج شده است. نتایج نشان می‌دهد که فرکانس‌های طبیعی و بار بحرانی تیر به ولتاژ، طول و موقعیت وصله‌های پیزوالکتریک و هم‌چنین نیروی محوری بستگی دارد که این تأثیرات با استفاده از نمودارهای مناسبی ارائه و مورد بحث قرار داده شده است. نتایج نشان می‌دهد که وصله‌های پیزوالکتریک واقع در وسط تیر بیشترین تأثیر را بر روی فرکانس‌های طبیعی و ظرفیت کمانش تیر دارند.