آنالیز استاتیکی و سیستم ویژهی به کاراندازندههای پیزوالکتریک در سازههای فضاکار هوشمند

در این مقاله نتایج عددی مدلسازی المان محدود الکترومکانیکی به کاراندازندههای پیزوالکتریک در سازههای فضاکار هوشمند لایه لایه تطبیقی ارایه می شود. سازهی فضاکار هوشمند شامل است بر یک هسته ی آلومینیمی لوله ای یا قوطی شکل تو خالی همراه با دو لوله یا قوطی به فرم تلسکوپی چسبیده شده بر جدارهای داخلی و خارجی هسته، از مواد پیزوالکتریک به عنوان به کاراندازنده و سنسور حلقه فیدبک سیستم کنترلی. این مدل، هم زمان نقش باربری سازهای و نقش به کاراندازنده )بازوی محرک( و اندازهگیرنده سیگنالهای کنترلی را به عهده خواهد داشت. مکانیزم به کاراندازنده متناظر است با یک تیر لوله ای یا قوطی توخالی بر روی جدار بیرونی هسته ی الاستیک داخل آن، و ساخته شده از مواد فعال مانند مواد پیزوالکتریک. برای فعالسازی الکترومکانیکی این تیر لوله ای یا قوطی شکل ، میدانی الکتریکی موثر موازی با راستای پولاریزاسیون جدارهای پیزوالکتریک به کاراندازنده، به آنها اعمال می شود. برای بدست آوردن مدل المان محدود سازهی فضاکار هوشمند از نرم افزارهای تخصصی آنالیز تنش استفاده شده است. در این مدلسازی اثر جانمایی و اندازهی به کاراندازندهها بر روی پاسخ سازه و فرکانسهای طبیعی آن بدست آمده است. هم چنین مقدار بیشینه ی مجاز ولتاژ اعمالی به دو سر به کاراندازندهها با در نظر گرفتن محدودیت ناشی از پدیدهی شکست دیالکتریک در قطعات شکنندهی پیزوالکتریک بررسی شده است.

Keywords:

سازههای فضاکار هوشمند , مدل المان محدود , به کاراندازنده , پیزوالکتریک , آنالیز استاتیکی , آنالیز سیستم ویژه