بررسی رفتار دینامیکی ورق های مرکب دوپایداره با لایه های پیزوالکتریک

سازه های دوپایداره مرکب دسته ای از مواد مرکب هستند که به علت دارا بودن دو حالت پایدار و عدم نیاز به صرف هیچ گونه انرژی برای ماندن در هر یک از این حالت های پایدار،کاربردهای فراوانی به ویژه در سازه های مورفینگ دارند و توجه بسیاری از محققین و انجمن های هوافضا را به خود جلب کرده اند. تاکنون مطالعات زیادی در زمینه پاسخ حرارتی و استاتیکی این صفحات انجام شده است، به همین دلیل تمرکز این مطالعه بیشتر بر بررسی پاسخ دینامیکی صفحات مرکب دوپایداره با چینش[90/0] به همراه لایه های پیزوالکتریک است. بدین منظور در ابتدا با نوشتن برنامه ویژه در نرم افزار متلب و با استفاده از روش ریلی - ریتز و کمینه سازی انرژی پتانسیل سیستم، حالت های پایدار بدست آمده است. در ادامه با استفاده از مدل توسعه یافته هیر به همراه اصل هامیلتون معادلات الکترومکانیکی حرکت استخراج شده و فرکانس طبیعی اتصال کوتاه ورق و پاسخ دینامیکی آن تحت تأثیر میدان های الکتریکی خطی و هارمونیک محاسبه و با نتایج شبیه سازی در نرم افزار اجزای محدود آباکوس مقایسه شده است. همچنین به منظور کاهش خطاهای موجود در نتایج بدست آمده از روش تقریبی نسبت به روش اجزای محدود، تابع شکل جدید از مرتبه 4 برای میدان جابجایی خارج از صفحه ارائه گردیده است و اثر تابع شکل در نظر گرفته شده در حالت های پایدار و پاسخ دینامیکی بررسی شده است. در پایان نیز به مطالعه ایده برداشت انرژی از ارتعاشات صفحات مرکب دوپایداره تحت اثر نیروهای متمرکز پرداخته شده و نشان داده شده است که این صفحات به علت دارا بودن رفتار غیرخطی و وقوع پدیده پرش ناگهانی بین حالت های پایدار آنها توانایی تولید توان های الکتریکی بالایی نسبت به سیستم های خطی دارند.