تحلیل ورق از جنس ماده هدفمند با لایه پیزوالکتریک تحت بار دینامیکی

امروزه استفاده از سازه های هوشمند موردی توجه بسیاری قرار دارد. از ویژگی های سازه های هوشمند امکان دریافت لحظه ای اطلاعاتی دربارها وضعیت سازه و قابلیت کنترل آنها از رهگذر این اطلاعات است. حسگرها وسایل دریافت اطلاعات و عملگرها وسایل اعمال کنترل هستند. از بین انواع حسگرها و عملگرها مواد پیزوالکتریک در این میان نقش مهمی دارند. از سوی دیگر نیاز های جدید بشر در حوزه های مختلف به ویژه در ابتدا در حوزه هوا-فضا دانشمندان و مهندسان را به سمت تولید مواد هدفمند سوق داد. این مواد پس از قریب به سه دهه که از معرفی آنها گذشته است کاربردهای گوناگونی در زمینه های هوا –فضا مهندسی پزشکی? کنترل ارتعاشات و ... یافته اند. ترکیب دو پدیده فوق و بررسی ویژگی های حاصل از آن توجه بسیاری را به خود جلب نموده است در همین راستا در پایان نامه حاضر یک ورق هدفمند مستطیلی که لایه های پیزوالکتریک در بالا و پایین آن قرار گرفته است تحت بارگذاری دینامیکی مورد تحلیل قرار گرفته است. ورق تحت بارگذاری دینامیکی مکانیکی و ولتاژ الکتریکی است که بر سطح بالایی آن اعمال شده است. ورق هر چهار طرف بر تکیه گاه ساده قرار دارد. برای تحلیل ورق به لایه های متعددی تقسیم شده که خواص مکانیکی و الکتریکی در هر لایه مشابه مواد ایزوتروپ است روابط الاستیسیته سه بعدی روابط حاکم است و روابط کرنش –تغییر مکان خطی در نظر گرفته شده است. با استفاده از بسط جابجایی های الکتریکی و مکانیکی به کمک سری های مثلثاتی در دو بعد معادلات دیفرانسیل مرتبه بالای مسئله به معادلات دیفرانسیل معمولی با ضرایب متغییر تبدیل شده اند. دستگاه معادلات دیفرانسیل حاصل به کمک روش گلرکین حل شده و برای پیشروی در زمان نیز از روش نیومارک استفاده شده است. نتایج حاصل از روش برای مسائلی که پیش از این تحلیل شده اند با نتایج منتشر شده پیشین مقایسه و صحت آنها تایید شده است. نتایج برای ورق هدفمند با دو لایه پیزوالکتریک ارائه شده اند که برای سنجش صحت نتایج حاصل از تحلیل های عددی با شرایط مشابه مناسب هستند