مطالعه تغییرشکل های بزرگ پانل استوانه ای مجهز به لایه های حسگر و عملگر پیزوالکتریک در محیط حرارتی

در این پژوهش تغییرشکل های بزرگ (تحلیل غیرخطی هندسی) پانل استوانه ای مجهز به لایه های حسگر و عملگر پیزوالکتریک مورد بررسی قرار گرفته است. پانل دارای سه لایه می باشد. لایه داخلی حسگر، لایه میانی آلیاژ آلومینیوم و لایه خارجی عملگر می باشد. پانل در راستای طولی و محیطی بر روی تکیه گاه ساده قرار دارد. معادلات مسئله از الاستیسیته سه بعدی انتخاب شده اند که صحت نتایج برای پانل های جدار ضخیم معتبر می باشد. اثر بارگذاری های مکانیکی، الکتریکی و حرارتی در تحریک رفتار غیرخطی هندسی سازه به صورت وابسته به زمان بررسی شده است. مدل سازی در نرم افزار کامسول مولتی فیزیک بر پایه المان محدود انجام گرفته است. توافق مناسب بین نتایج ارائه شده در تحقیق حاضر با تحقیق پیشین وجود دارد. در بارگذاری های شدید مکانیکی، پاسخ خطی (عدم فرض تغییرشکل های بزرگ) تا 9% دارای خطا می باشد. بر خلاف بارگذاری مکانیکی، بارگذاری های الکتریکی و حرارتی تاثیری در رفتار غیرخطی هندسی سازه نخواهند داشت. همچنین بر خلاف تئوری پوسته ها در این پژوهش با بکارگیری روش الاستیسیته سه بعدی دیده شد توزیع پتانسیل الکتریکی و جابجایی شعاعی در طول عملگر خطی نیست که نشان دهنده پیچیدگی خواص پیزوالاستیسیته مواد نسبت به مواد مرکب ساده می باشد، لذا حتی در پانل های پیزوالکتریک جدار نازک هم بکارگیری معادلات دقیق الاستیسیته سه بعدی بسیار مهم می باشد.

Keywords:

پانل استوانه ای , غیرخطی هندسی , پیزوالکتریک , حسگر , عملگر