بررسی پارامتری بهبود ظرفیت کمانش ستون های ترک دار توسط وصله های پیزوالکتریک

در مقاله حاضر با استفاده از روش تحلیلی به مطالعه رفتار پایداری ستونهای ترک دار مجهز به وصله های پیزوالکتریک پرداخته می شود. جهت قطبیدگی وصله های پیزوالکتریک به گونه ای انتخاب شده اند که باعث ایجاد نیروی محوری در ستون می شوند. ترک با استفاده از فنر پیچشی مدل شده است که دو قسمت سالم ستون را در محل ترک به هم متصل می سازد. پس از اعمال شرایط مرزی و بین مرزی در محل ترک و نواحی انتهایی وصله های پیزوالکتریک، معادله مشخصه حاکم بر رفتار کمانش ستون های ترک دار استخراج گردیده است. تأثیر پارامترهای موثر بر بار کمانش اول و دوم ستون از قبیل پارامترهای ترک (موقعیت و عمق ترک) و همچنین موقعیت و طول وصله های پیزوالکتریک و ولتاژ اعمالی با استفاده از نمودارهای مناسب مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که وجود ترک باعث کاهش قابل ملاحظه ای در ظرفیت کمانش ستون می شود. میزان این کاهش به موقعیت و عمق ترک بستگی دارد. با تعیین موقعیت و طول مناسب وصله های پیزوالکتریک، می توان باعث بهبود ظرفیت کمانش تیر ترک دار شد. لزوما بهترین موقعیت وصله پیزوالکرتیک متناظر با محل ترک نمی باشد و باید با توجه به شرایط مرزی تیر و محل ترک تعیین شود. نتایج نشان می دهد اثر اعمال ولتاژ مثبت بر ظرفیت کمانش مود دوم و مود اول متفاوت است.