کاربرد یک سوپرالمان در تحلیلهای استاتیکی و ارتعاشی استوانه های توخالی ساخته شده از مواد پیزوالکتریک

هدف از این مقاله تعریف یک سوپرالمان برای استفاده در تحلیل‌های استاتیکی و ارتعاشی استوانه‌های ساخته شده از مواد پیزوالکتریک می‌‌‌‌باشد. بدین ترتیب ابتدا به معرفی یک سوپر المان استوانه‌ای که پیش از این در تحلیل‌های استاتیکی و ارتعاشی سازه‌های استوانه ای توخالی ارائه گردیده بود، پرداخته می‌شود. سپس این المان جهت استفاده در تحلیل سازه های استوانه‌ای ساخته شده از مواد پیزوالکتریک تعمیم داده می شود. در این راستا، ابتدا به بررسی روابط المان محدود مربوط به مواد پیزوالکتریک و استخراج ماتریس‌های سختی و جرم مرتبط با این مواد پرداخته می‌شود. سپس با استفاده از مفهوم سوپر المان و ماتریس‌های بدست آمده، سوپرالمان استوانه‌ای پیزوالکتریک ارائه می‌گردد. در نهایت به منظور صحت سنجی المان تعریف شده، این سوپر المان جهت تحلیل‌های استاتیکی و ارتعاشی سازه‌ا‌ی استوانه‌ای ساخته شده از مواد پیزوالکتریک مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین، نتایج بدست آمده از روش سوپرالمان با آنچه از نرم افزار ANSYS و با استفاده از المان‌های موجود مقایسه می‌شود. یکی از مهمترین نقاط قوت المان تعریف شده در مواردی است که خواص ماده در راستای شعاعی تغییر می‌نماید. بدین ترتیب، درانتها توانایی سوپرالمان تعریف شده در تحلیل‌های استاتیکی و ارتعاشی سازه‌های استوانه‌ای ساخته شده از مواد پیزوالکتریک هدفمند نیز مورد بررسی قرار خواهد گرفت.