کنترل ارتعاشات تیر ساندویچی با لایه‌ی مغناطیسی بر پایه‌ی منطق فازی

در این مقاله به بررسی تاثیر استفاده از لایه‌ی هوشمند مغناطیسی در کاهش و سرکوب ارتعاشات ناخواسته‌ در تیرهای هوشمند پرداخته شده است. تیری سه‌لایه متشکل از یک لایه‌ی الاستومر مگنتورئولوژیکال که به‌صورت ساندویچی بین دو لایه‌ی الاستیک قرار دارد، در نظر گرفته شده است. با مدل‌سازی رفتار لایه‌ی مگنتورئولوژیکال به‌صورت ماده‌ی ویسکوالاستیک در ناحیه‌ی قبل از تسلیم، معادلات حاکم بر حرکت تیر ساندویچی به‌همراه شرایط مرزی متناظر با استفاده از اصل همیلتون به‌دست آمده است. به‌علت وابسته‌بودن مدول برشی لایه‌ی مگنتورئولوژیکال به میدان مغناطیسی، با تغییر میدان وارد بر هسته‌، سختی و میرایی تیر هوشمند می‌تواند به سرعت تغییر ‌کند و از این قابلیت برای کنترل و میراسازی ارتعاشات ناخواسته‌ی وارد بر سیستم استفاده شده است. انتخاب میدان مغناطیسی مناسب برای رسیدن به پاسخ گذرای مطلوب، توسط یک کنترلر فازی با استفاده از جابه‌جایی و سرعت مودال، به‌عنوان ورودی‌های کنترلر انجام می‌شود. پارامترهای مودال تیر ساندویچی شامل فرکانس‌های طبیعی و شکل‌مودهای متناظر به‌دست آمده و با نتایج موجود مقایسه و صحه‌گذاری شده است. در ادامه از روش گلرکین برای رسیدن به معادله‌ی زمانی حاکم بر تیر، با در نظرگرفتن اثر میدان مغناطیسی، استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان می‌دهد که لایه‌ی هوشمند مغناطیسی به‌همراه کنترلر طراحی شده بر اساس منطق فازی می‌تواند به‌طور موثری در میراسازی ارتعاشات ناخواسته‌ی وارد بر سیستم مورد استفاده قرار گیرد. نتایج حاصل از این پژوهش می‌تواند در طراحی و تحلیل تیرهای هوشمند، به‌عنوان اجزای اصلی سازه‌های پیشرفته‌ی مهندسی ‌برای بهبود عملکرد دینامیکی این سیستم‌ها استفاده شود.