آنالیز و کنترل صوت منتشر شده از ورق دایروی مرتعش کوپل شده با لایه پیزوالکتریک

از آنجا که مواد پیزوالکتریک به طور گسترده به عنوان محرک ها و سنسورها استفاده می شوند، تحلیل سازه های کوپل شده با لایه پیزوالکتریک بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. نوع سازه ی مورد توجه در این پروژه ورق نازک می باشد، بنابراین از تئوری ورق کلاسیک یا تئوری کیرشهف جهت مدلسازی استفاده می گردد. تئوری ورق کلاسیک، مدل نظری از رفتار ورق فراهم می کند که دارای مزایای قابل توجهی است و می توان آن را با اطمینان بر روی رنج وسیعی ازکاربردها بکار گرفت. بر اساس تئوری ورق نازک کلاسیک، حل تحلیلی برای آنالیز ارتعاش آزاد و اجباری ورق دایروی نازک ایزوتروپیک به دست می آید. سطوح بالا و پایین ورق با لایه پیزوالکتریک پوشانده شده اند. با استفاده از روش حل دقیق، فرکانس های طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی برای شرایط مرزی مختلف بدست می آیند. فرض می گردد که الکترودها بر روی لایه پیزوالکتریک اتصال کوتاه باشند. معادله الکترواستاتیکی ماکسول با در نظر گرفتن توزیع پتانسیل الکتریکی به صورت عبارت نیمه سینوسی در راستای عرضی لایه پیزوالکتریک ارضا می گردد. فرکانس های طبیعی برای ورق دایروی کوپل شده با لایه پیزوالکتریک با نتایج موجود در مراجع گذشته مقایسه و صحت نتایج بررسی می شود. اثر پارامترهای ورق شامل نسبت ضخامت به شعاع، اثر شرایط مرزی و نسبت ضخامت ورق اصلی به لایه پیزوالکتریک بر روی فرکانس های طبیعی بررسی می گردد. از نتایج ارتعاشی جهت تحلیل و کنترل صوت منتشر شده استفاده می گردد. با به کارگیری رابطه ی انتگرال ریلی در آکوستیک، جابجایی عرضی ورق و فرضیات دور میدان، رابطه ی فشار آکوستیکی به صورت دقیق به دست می آید. سپس با استفاده از روش کنترلی مناسب به کنترل دامنه ارتعاشی و توان صوتی پرداخته می شود. نتایج شبیه سازی بر روی یک ورق نمونه نشان دهنده ی کارایی مدلسازی و کنترل کننده ها در کاهش صوت منتشر شده می باشد.