در خطوط فشار قوی، عوامل محیطی به دلیل ایجاد ارتعاشات عرضی کابل انتقال قدرت، اثرات مخربی روی تجهیزات خطوط انتقال بر جای می گذارد. برای کاهش نرخ خرابی ها، انرژی مکانیکی انتقال یافته بایستی به طریقی جذب شود. به این منظور از جاذب های دینامیکی در سیستم انتقال قدرت استفاده می شود. یکی از متداول ترین جاذب های دینامیکی، stockbridge damper است که در فاصله مناسبی از دو سر مقرّه، و بر روی کابل نصب می شود. با توجه به صنعتی بودن این موضوع و عدم امکان دسترسی همگانی به نتایج حاصله، تعداد مقالات اندکی در این زمینه قابل دسترسی است که همین امر ضرورت تحقیق و بررسی موضوع در داخل کشور را دو چندان می کند. همچنین تحقیقات انجام شده، بیشتر بر روی تأثیر مستهلک کننده ها در کاهش نوسانات خطوط انتقال نیرو و نیز فواصل نصب آن معطوف بوده و بررسی دینامیک مستهلک کننده ها چندان مورد توجه محققان قرار نگرفته است. در این پایان نامه قصد داریم ضمن پر کردن خلأ مذکور، خود دمپرِstockbridge را از دیدگاه ارتعاشی مورد بررسی، و تجزیه و تحلیل قرار دهیم. این امر علاوه بر کمک به رشد علمی کشور، زمینه ای مناسب برای تلفیق نتایج به دست آمده از این تحقیق با نتایج تحقیقات دیگر فراهم می آورد، تا بتوان به رویکرد دقیق تر و کامل تری در خصوص تأثیر این نوع دمپرها در کاهش نوسانات کابل انتقال قدرت دست یافت. هدف از این پایان نامه: 1- مدل سازی ریاضی چهار درجه آزادی دمپرِstockbridge ، 2- مدل سازی عددی جهت بررسی پاسخ به تغییر مکان هارمونیک دمپر با استفاده از یک نرم افزار عددی، و 3- بررسی تأثیر پارامترهای کابلِ دمپر در رفتار ارتعاشی سیستم با استفاده از روش آنالیز مودال تجربی است. در انتها، به منظور صحّه سنجی، نتایج آزمایشگاهی با نتایج تحلیلی مقایسه خواهند شد. لازم به ذکر است که تمرکز این پایان نامه، بر روی هدف سوم می باشد.

بررسی عملکرد سیستم دسته موتورها نیاز به ساخت نمونه ها و تست های تجربی زیادی دارد که فرآیند زمان بر و هزینه بری می باشد. استفاده از مدلهای صحیح اجزا محدود می تواند باعث کاسته شدن از تعداد نمونه سازی و تست شده و فرآیند توسعه سیستم تعلیق قوای محرکه را تسریع می کند. با توجه به اینکه مواد الاستومری از قانون هوک پیروی نمی کنند تا کنون چند مدل برای تحلیل تنش-کرنش(حالت استاتیکی) این مواد ارائه شده است. ولیکن کارایی این مدل ها در بیان رفتار دینامیکی مواد الاستومری بررسی نشده است. در این تحقیق در ابتدا یک دسته موتور الاستومری توسط مدلهای هایپرالاستیک نظیر مدلهای مونی-ریولین ، اگدن ، جنت ... مدل شد و در ادامه عملکرد مدل های مختلف در پیش بینی رفتار دینامیکی دسته موتور الاستومری مورد بررسی قرار گرفت و در ادامه ضرایب مدل مونی-ریولین با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی شناسایی گردید. همچنین برای بررسی بیشتر رفتار مواد الاستومری در فرکانس های متفاوت، با قرار دادن وزنه های مختلف بر روی دسته موتور، رفتار سیستم بررسی شد و مشخص شد که در حالت کلی با افزایش فرکانس سختی مواد الاستومری افزایش می یابد.

هدف از انجام این پروژه شناسایی خواص و رفتار دینامیکی یک دسته موتور هیدرولیکی با استفاده از مدلسازی سه بعدی به روش اجزای محدود و تست های مودال می باشد. وظیفه ایزوله کردن ارتعاشات تولیدی موتور خودرو که دارای فرکانس ها و دامنه های نوسان مختلفی هستند، بر عهده دسته موتورها می باشد. ایزوله کردن ارتعاشات فرکانس بالا، نیاز به سفتی کم دسته موتور و نگهداری موتور در برابر شوک های حرکتی فرکانس پایین، نیاز به سفتی زیاد دسته موتور دارد. دسته موتور هیدرولیکی وسیله ای است که این رفتار متضاد را فراهم می آورد. در این پروژه، مدلی سه بعدی از دسته موتور هیدرولیکی به روش اجزای محدود ارایه می گردد. شبیه سازی رفتار دسته موتور هیدرولیکی با وجود خواص غیرخطی مواد الاستومری، خواص غیرخطی سیال و برهم کنش سیال و سازه کاری پیچیده خواهد بود. فرآیند مدلسازی شامل دو بخش مدلسازی مواد الاستومری و مدلسازی برهم کنش سیال و سازه می باشد. به منظور بررسی صحت مدل ارایه شده و شناسایی خواص دینامیکی دسته موتور هیدرولیکی، چندین تست مودال با فرکانس ها و دامنه های تحریک مختلف بر روی دسته موتور مورد بررسی انجام می یابد. با مقایسه داده های حاصل از تست های مودال و نتایج مدلسازی، خواص دینامیکی دسته موتور هیدرولیکی و به طور مشخص ماده الاستومری بکار برده شده در ساختار آن شناسایی می گردد. نتایج نشان دهنده رفتار تابع فرکانس ماده الاستومری بوده که می توان آن را به دو بازه مجزا از هم فرکانس پایین و فرکانس بالا تقسیم نمود.

صدا خفه کن های صفحه ای که در محدوده ی فرکانس های پایین یک مجرا به طور بسیار موثری کاربرد دارند، در این پایان نامه مورد بررسی قرار می گیرند. هنگامی که قسمتی از دیواره ی یک مجرای صلب را برداشته و با صفحه ای که پشت آن محفظه ای با دیواره های محکم است جابجا کنیم، امواج صوت ورودی به مجرا، حرکتی خمشی را به صفحه القا می کنند که متعاقباً باعث انعکاس صوت خواهد شد. از آنجایی که انعکاس صدا فقط توسط ارتعاش صفحه رخ می دهد، این نوع صدا خفه کن را صدا خفه کن صفحه ای می نامند. صفحه استفاده شده در این نوع صدا خفه کن نوعی چوب به نام بالسا می باشد. به کارگیری این نوع چوب در این صدا خفه کن به خاطر سبکی و محکم بودن قابل ملاحظه این نوع چوب است. در ادامه، به این صدا خفه کن نوعی مواد جاذب جهت کم کردن صدا در فرکانس های بالاتر نیز اضافه خواهد شد. این نوع صدا خفه کن یک گونه صدا خفه کن ترکیبی خواهد بود که بازه وسیع فرکانس های پایین تا فرکانس های بالا را پوشش خواهد داد. در این پایان نامه، تحقیق بر روی میزان اتلاف انتقال صدا توسط صدا خفه کن صفحه ای، صدا خفه کن جذبی و صدا خفه کن هیبرید انجام شده است. همچنین بهینه سازی این نوع صدا خفه کن ها هم از نظر هندسی مورد بررسی قرار گرفته است. انواع صدا خفه کن ها عبارتند از صدا خفه کن های واکنشی و غیرواکنشی که صدا خفه کن های صفحه ای از نوع واکنشی بوده و می توانند در سیستم تهویه ی خودرو و یا تأسیسات مورد استفاده قرار گیرند. برتری استفاده از صدا خفه کن هیبرید نسیت به صدا خفه کن صفحه ای و صدا خفه کن جذبی برای ساکت کردن صدا در سبستم تهویه خودرو و تأثیر منفی سیال عبوری به خوبی در این پایان نامه توسط روش اجزاء محدود نشان داده شده است.

با توجه به توسعه روز افزون سنسور های الکتریکی و در خیلی از موارد، دور از دسترس بودن مکان های نصب آن ها، مسئله تامین انرژی مورد نیاز سنسور ها بسیار حائز اهمیت می باشد یکی از راه های تغذیه سنسور ها، استفاده از باطری می باشد که به دلیل محدودیت هایی نظیر عمر کم و از کار افتادن باطری بدون هیچ نشانه قبلی و هزینه بالای تعویض باطری ها (بخصوص در موقعیت-های دور از دسترس) و با در نظر گرفتن مصرف پایین سنسورها, استفاده از انرژی های محیطی مانند انرژی خورشیدی و انرژی ناشی از ارتعاشات محیط جهت تغذیه سنسور ها و یا شارژ باطری مورد توجه قرار گرفته است. در جاهایی که دسترسی به انرژی ناشی از تابش خورشید امکان ندارد و یا فقط در بازه محدود زمانی قابل استفاده است، بهره گیری از انرژی ناشی از ارتعاشات محیط بیشتر حائز اهمیت می-باشد. از میان روش های برداشت انرژی از ارتعاشات ( مثل الکترواستاتیکی، الکترومغناطیسی و پیزو الکتریکی) استفاده از مواد پیزوالکتریک به عنوان برداشت کننده انرژی بیشترمورد توجه است اگر چه میزان تولید انرژی مواد پیزو الکتریک از سلول های خورشیدی کمتر می باشد. در این پایان نامه تاثیر پارامترهای هندسی برداشت کننده انرژی پیزوالکتریکی بر میزان تولید توان الکتریکی با استفاده از تکنیک المان محدود(با استفاده از نرم افزار ansys) بررسی شده و هندسه بهینه برداشت کننده انرژی پیزوالکتریکی ارائه شده است. منبع ارتعاشی در نظر گرفته شده در این کار مطالعاتی جهت تحریک برداشت کننده انرژی پیزوالکتریکی, ارتعاشات هارمونیک پایه ناشی از موتور هواپیمای بدون سرنشین می باشد. همچنین نتایج حاصل از این تحقیق با نتایج تحلیلی و نتایج کارهای منتشر شده توسط دیگران مقایسه شده است.

برای یافتن مشخصات دینامیکی سیستم های پیچیده روش های مختلفی وجود دارد. اولین راه حل دقیق مسئله با استفاده از روش تحلیلی است. اگرچه برای بسیاری از مسائل مهندسی با فرض های ساده شونده جواب های جواب های صریح ارائه شده ولی معمولاً برای معادلات دشوار و پیچیده حل دقیق و صریحی وجود ندارد. یکی از روش های حل، گسسته سازی مدل و حل عددی آن به وسیله اجزای محدود است. روش اجزای محدود یکی از روش هایی است که کارایی خود را در مسائل مختلف مهندسی نشان داده است و دقت بالای نتایج به دست آمده از این روش در مقایسه با جواب های صریح و حل دقیق مسائل مختلف بیانگر قدرتمند بودن این روش در حل مسائل پیچیده مهندسی و ریاضی است. برای یافتن مشخصات دینامیکی سیستم از یکی از دو روش ارتعاش آزاد و یافتن مقادیر ویژه و دیگری بر اساس تحریک و پاسخ (آنالیز مودال) می به اشد. در روش تحریک و پاسخ با استفاده از ورودی سیستم دینامیکی و پاسخ آن، تابع پاسخ فرکانسی و از روی آن فرکانس های طبیعی و مود های ارتعاشی محاسبه می شوند. برای بعضی از سازه ها امکان تحریک سیستم وجود ندارد و روش نسبتاً جدید برای یافتن مشخصات ارتعاش بر اساس فقط خروجی است. هدف از انجام پروژه حاضر یافتن مشخصات دینامیکی (فرکانس های طبیعی و مود های ارتعاشی) یک سیستم بر اساس فقط خروجی می باشد. سیستم مورد نظر در این پروژه دم افقی هواپیما می باشد. تحلیل انجام شده بر روی دم افقی طراحی شده یک هواپیما از طریق اجزای محدود به سه روش زیر صورت می پذیرد: 1- بر اساس مسئله مقدار ویژه 2- بر اساس ورودی و خروجی 3- بر اساس فقط خروجی نتایج به دست آمده از سه روش فوق با یکدیگر مقایسه می شوند.

هدف اصلی این پایان نامه، شناسایی خواص دینامیکی ا تصالات سازه ای بوسیله آنالیز و تست مودال می باشد. در این راستا پس از مرور روشهای مختلف موجود جهت شناسایی خواص اتصالات سازه ای، سه روش بروز رسانی مستقیم مودل، دکوپلینگ مودال و شبکه های عصبی مصنوعی جهت شناسایی خواص دینامیکی اتصالات سازه ای با استفاده از پارامترهای مودال و با رویکرد اعمال به نمونه های واقعی (تست) انتخاب شده است. روشهای مورد بررسی کلی بوده به نوع خاصی از اتصال سازه ای محدود نیستند و لیکن جهت نشان دادن کارایی، به اتصالات چسبی سازه ای اعمال شده اند. در ابتدا، پس از بازنویسی روش بروز رسانی مستقیم مودال، روش جدیدی جهت شناسایی مدولهای یانگ و برشی دینامیکی چسبهای سازه ای با استفاده از روش بروز رسانی مستقیم مودال و تست مودال ارایه شده است. جهت نشان دادن کارایی روش، خواص دینامیکی یک چسب تک جزیی پلی یورتان در مودهای خمشی و برشی شناسایی شده است . نتایج نشان داده که مدول یانگ و مدول برشی چسب تابع فرکانسی بوده و تغییرات ضخامت و طول خط اتصال چسبی بر روی این پارامترها تاثیر داشته و حساسیت مدول برشی به این تغییرات بیشتر است. قابلیت تکرار و اعتماد روش با تکرار فرایند برای چندین نمونه و با اجزاء مختلف اتصال به اثبات رسیده است. همچنین، بمنظور شناسایی خواص استهلاکی ماده اتصال، روش موجود بروز رسانی مستقیم مودال توسعه داده شده و دو رویکرد در فرآیند شناسایی اتخاذ شده است. در رویکرد اول، از مدولهای یانگ و برشی دینامیکی شناسایی شده از مدل بدون استهلاک در شناسایی ضرایب استهلاک استفاده شده و در رویکرد دوم مدولها و ضرایب استهلاک همزمان شناسایی شده اند. در این قسمت نیز جهت نشان دادن کارایی روش، ضرایب استهلاکی چسب سازه ای فوق الذکر شناسایی شده و نشان داده شده است که ضرایب استهلاک تابع فرکانسی هستند. در ادامه، کارایی روش "شناسایی خواص اتصالات بوسیله دکوپلینگ مودال" مورد ارزیابی قرار گرفته و نشان داده شده که این روش به تعداد ارقام اعشار مقادیر وی‍ژه و بردادرهای ویژه، در نظر گرفته نشدن اثرات مودهای حذف شده و وجود نویز در پارامترهای اندازه گیری شده بسیار حساس می باشد. این روش پس از اعمال به تست، در شناسایی خواص چسب توفیق چندانی نداشته است. در سومین روش مورد بررسی، خواص دینامیکی اتصالات سازه ای با توسعه شبکه های عصبی مصنوعی مناسب و با استفاده از پارامترهای مودال شناسایی شده است. در فرایند ایجاد شبکه های مناسب، تاثیر پارامترهای مختلف برکارایی شبکه ها بررسی شده و در ادامه با ارایه خواص مودال بدست آمده از تست برای اتصال چسبی مورد بررسی (برای چندین نمونه) به شبکه ها ، پارامترهای دینامیکی چسب شناسایی شده و کارایی شبکه های ایجاد شده مورد صحه گذاری قرار گرفته است.

وجود ترک ذاتی در قطعات مکانیکی می تواند سبب تسریع خرابی مکانیکی و شکست آن ها حتی در تنش های کمتر از استحکام تسلیم که خرابی مورد انتظار نیست، شود. ترک ها و ناچ ها ممکن است در زوایای مختلفی نسبت به راستای بارگذاری در ماده وجود داشته باشند. این امر سبب می شود تا رشد ترک و شکست نهایی ماده تحت مود ترکیبی شکست صورت گیرد. بنابراین بررسی عوامل موثر بر مقاومت ماده در برابر شکست، تحت بارگذاری مود ترکیبی از اهمیت بالایی برخوردار است. اتصالات مکانیکی یکی از مهم ترین بخش های هر سازه هستند. اتصال با پیچ و مهره از اتصالات مهمی است که کاربرد گسترده ای در صنایع دارد. در این نوع اتصالات گشتاور پیچشی اعمال شده به پیچ ها جهت محکم نمودن اتصال، باعث ایجاد نیروی پیش بار کششی در پیچ می شود. این نیروی پیش بار باعث فشرده شدن اجزای اتصال به هم می شود و علاوه بر ایجاد تنش فشاری در اطراف سوراخ، در اثر اعمال نیروی خارجی به اجزای اتصال باعث تحریک نیروی اصطکاک در سطوح تماس اجزا می گردد. در صورت وجود یا رشد تدریجی ترک در لبه ی سوراخ اتصال پیچ و مهره، در قطعه ای تحت بارگذاری، نیروی پیش بار و نیروی اصطکاک، باعث توزیع تنش پیچیده در اطراف سوراخ شده و ضریب شدت تنش و مولفه ی ثابت تنش (t-stress) اطراف ترک را نیز تحت تأثیر قرار می دهد. در این مطالعه، اثر نیروی پیش بار پیچ بر روی مقاومت شکست و فاکتور شدت تنش موثر ماده ی پلی متیل متاکریلات در مودهای شکست اول و دوم و ترکیبی با زوایای مختلف، به صورت تجربی و عددی بررسی می شود. برای انجام آزمایشات تجربی از چهار گروه نمونه ی مستطیلی دارای ترک مرکزی با نسبت طول ترک 0.5، از جنس پلی متیل متاکریلات استفاده می شود که با قرار گرفتن در فیکسچر آرکان اصلاح شده و با استفاده از یک ماشین کشش استاتیکی، امکان اعمال زوایای بارگذاری مختلف و به دست آوردن مقاومت شکست نمونه ها در مودهای مختلف، به وجود می آید. این چهار گروه عبارتند از نمونه های دارای ترک مرکزی بدون سوراخ، نمونه های دارای ترک مرکزی با سوراخ هایی در حوالی نوک های ترک و بدون پیچ و نمونه های دارای پیچ با دو نوع گشتاور سفت کننده ی 3.5 و 7 نیوتن متر در نزدیکی نوک های ترک. به منظور تعیین مدول الاستیسیته ی ماده ی مورد آزمایش نیز که در بخش بررسی عددی مورد نیاز می باشد، نمونه های استاندارد کشش، طبق استاندارد، از این ماده تهیه شده و مورد آزمایش قرار می گیرند. رابطه ی بین گشتاور سفت کننده ی اعمالی و نیروی پیش بار و ضریب اصططکاک بین سطوح واشر و نمونه نیز به صورت تجربی به دست می آید. در بخش بررسی عددی نیز، مدل سازی شرایط آزمایشات تجربی توسط نرم افزاز المان محدود انسیس، صورت گرفته و نتایج برای محاسبه ی ضرایب هندسه-بار شدت تنش و مولفه های ثابت تنش در حالت های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. نتایج به دست آمده بیان گر اثر مثبت گشتاور سفت کننده ی پیچ و در نتیجه نیروی پیش بار پیچ بر مقاومت شکست نمونه های مورد آزمایش در تمامی زوایای بارگذاری و تأثیر بیشتر افزایش نیروی پیش بار برای بارگذاری های با مود اول غالب می باشد. نتایج، همچنین نشان دهنده ی اختلاف قابل توجه بین نمونه های بدون سوراخ و بدون پیچ در پارامترهایی نظیر ضریب هندسه-بار برای مود دوم و مولفه ی ثابت تنش می باشد. بررسی منحنی های شکست به دست آمده نیز نشان می دهد که فاکتور شدت تنش به تنهایی قادر به پیش بینی و بیان شکست در نمونه های مورد آزمایش نمی باشد و در نظر گرفتن مولفه ی ثابت تنش نیز همراه با آن ضروری به نظر می رسد.

بررسی ارتعاشات عرضی تیرها با توجه به کاربردهای فراوان از اهمیت بالایی برخوردار است؛ حال اینکه حرکت محوری نیز در بیشتر مواقع در سیستم وجود دارد. افزایش حرکت محوری می تواند باعث ناپایداری سیستم شود، همچنین نوسانات و تغییرات سرعت محوری حتی در سرعت های پایین باعث ناپایداری می شود. لذا بررسی ارتعاشات و پایداری اینگونه سیستم ها حائز اهمیت می باشد. در پژوهش حاضر پایداری و ارتعاشات غیرخطی تیر ویسکوالاستیک ریلی با حرکت محوری با در نظر گرفتن میدان تنش غیرموضعی مطالعه شده است. غیرخطینگی در تیر از نوع هندسی بوده و ناشی از تغییرات تنش محوری در طول تیر می باشد. به منظور نشان دادن اثر میرایی، از مدل ویسکوالاستیک کلوین- وویت استفاده شده است. با توجه به کاربردهای فراوان تیرها با حرکت محوری در ابعاد میکرو و نانو، اثر ابعاد سیستم نیز با کمک میدان تنش غیرموضعی مدل شده و سپس با استفاده از اصل همیلتون معادله ی حاکم بر ارتعاشات عرضی سیستم استخراج شده است. پس از بی بعدسازی معادله بدست آمده، با استفاده از روش اغتشاشات مستقیم، بخش خطی معادله و بخش های غیرخطی جدا شده است. معادله ی خطی بدست آمده با استفاده از روش های تحلیلی مقیاس های چندگانه و سری توانی به طور کامل تحلیل شده است و فرکانس های طبیعی، شکل مودهای ارتعاشی و پاسخ سیستم استخراج گردیده است؛ اثر پارامترهایی همچون اینرسی دورانی، ابعاد سیستم و سرعت محوری بر مقادیر بدست آمده بررسی شده است. در ادامه، در معادله ی مرتبه ی بالاتر با استفاده از شرایط حل پذیری مبتنی بر روش مقیاس های چندگانه، اثر غیرخطینگی بر ارتعاشات و پایداری سیستم بررسی شده و پارامترهای ارتعاشی غیرخطی همچون فرکانس های غیرخطی استخراج شده است. به منظور تأیید صحت روش و فرضیات استفاده شده، برخی از نتایج بدست آمده با نتایج موجود در ادبیات فن مقایسه شده است که تطابق خوبی مشاهده می شود.

اندازه گیری شدت صدا (sound intensity) برای تشخیص منابع نویز در یک مجموعه متراکم از قطعات در حال کار و مرتبط با یکدیگر در خودرو کابردهای فراوانی دارد. خوشبختانه بر اساس تلاشهای محققان [ j.y.chunf] and [f. j. fahy] سیستمی طراحی شده که میتوان بدون استفاده از اتاقک آکوستیک شدت صوت را با دقت خوبی در محیط های آزاد اندازه گیری کرد.

نیاز به تامین انرژی مدار های کم مصرف الکترونیکی نظیر سیستم ها و سنسور های بی سیم در وسایل پرنده طی سال های اخیر مورد توجه محققان زیادی قرار گرفته است. نیاز به حمل کمتر سوخت توسط پرنده، وزن زیاد و عمر محدود باتری ها و همچنین مشکل تعویض آنها، دلایل اصلی برای برداشت انرژی الکتریکی از منابع محیطی می باشد. استفاده از مواد پیزوالکتریک به دلیل داشتن تاثیرات مساعد کوپل الکتریکی- مکانیکی، از روش های خوب برداشت انرژی می باشد، مخصوصا در مواردی که دسترسی به منابع نوری و گرمایی محدودیت داشته باشد. ناپایداری های آیروالاستیک، نظیر فلاتر، برای وسایل پرنده سرنشین دار خطرناک بوده و با طراحی سازه ای مناسب از آنها اجتناب می شود، که این امر باعث سنگین شدن سازه وسیله پرنده می شود. ولی در وسایل پرنده بدون سرنشین کوچک از آنجاییکه خطر جانی وجود ندارد، لذا جهت کم کردن وزن، طراحی سازه ای بگونه ای انجام می شود که پرنده بتواند تا مرز فلاتر پرواز کند. فلاتر یک ناپایداری دینامیکی بوده که در اثر آن ارتعاشات با دامنه زیادی در مرز فلاتر به بال پرنده اعمال می شود که می توان از این ارتعاشات بوسیله مواد پیزوالکتریک انرژی الکتریکی تولید کرده و در مدار خود هواپیما و باتری های آن استفاده کرد که این امر منجر به افزایش طول پرواز پرنده خواهد شد. در این پژوهش، برداشت انرژی الکتریکی بوسیله مواد پیزوالکتریک از ارتعاشات ناشی از پدیده فلاتر در بال یک هواپیمای بدون سرنشین کوچک مدل سازی شده و مورد بررسی قرار می گیرد. شکل بال در نظر گرفته شده ذوزنقه ای بوده و بصورت ثابت (گیردار) به بدنه متصل می باشد. با در نظر گرفتن کوپل الکترومکانیکی و یک مصرف کننده الکتریکی (مقاومت الکتریکی) ، همچنین با استفاده از معادلات لاگرانژ، معادلات حرکت سیستم استخراج شده و با در نظر گرفتن تعداد محدودی از مودهای ارتعاشی، این معادلات حل شده و میزان توان و ولتاژ قابل استحصال مورد تجزیه و تحلیل قرار خواهد گرفت.

با رشد روز افزون تکنولوژی و جمعیت، نیاز بشر به منابع انرژی مدام در حال افزایش است ، منابع انرژی تجدیدپذیر بهترین گزینه برای تامین این نیاز هستند که در این بین استفاده از مواد پیزوالکتریک برای تبدیل ارتعاشات محیط به برق به عنوان منبع انرژی قطعات الکترونیکی با توان پایین بسیار به صرفه است. مزیت اصلی مواد پیزوالکتریک چگالی توان بالا و راحتی کاربرد آنها است، بخصوص در نقاطی که دور از دسترس است وچون ارتعاش در محیط همواره وجود دارد این امر مزیتی است که منابع دیگر مانند باد و نور خورشید ندارند . تاکنون تحقیقات، طرحها و ایده های بسیاری برای کاربرد مواد پیزوالکتریک به اجرا درآمده است و همچنان نیزبا شتاب بیشتری ادامه دارد که بعضی از آنها عبارتند از: استفاده در سازه های مختلف به عنوان منبع انرژی تمام نشدنی به خصوص برای سنسورهای بی سیم در نقاط دوردست، استفاده در تجهیزات پوشیدنی مانند کفش ، دستکش و بازو بند برای شارژ مجدد دستگاهای قابل حمل ، تجزیه تحلیل و آزمایش مواد پیزوالکتریک درانواع و طراحی های مختلف و بهینه سازی آنها، طراحی بهینه مدار الکتریکی به منظور ذخیره توان تولیدی ، و ... هدف از انجام این پروژه تحلیل و مدل سازی تیر منحنی شکل پیزوالکتریک و ارزیابی عملکرد آن در تولید توان الکتریکی برای بکارگیری در طرحای مختلف ذخیره انرژی است. برای تحلیل تیر پیزوالکتریک از مدل تیر اولر- برنولی استفاده شده است. تیر از دو لایه (یک لایه فلز و یک لایه پیزو الکتریک) تشکیل شده که اصطلاحا uni-morph نامیده می شود. شرایط تکیه گاهی تیر، یکسر مفصل و یکسر غلطک و تحریک از نوع هارمونیک در نظر گرفته شد. در نهایت با استفاده از داده های سازمان ترافیک تبریز امکان پیاده کردن ایده سرعتگیر پیزوالکتریک بررسی گردیده است.

بال هواپیما یکی از اصلی ترین اجزای هواپیما است که در تحلیل های مودال انجام گرفته روی آن معمولا جرم آن را ثابت فرض می کنند، در صورتی که غالبا مخازن اصلی سوخت روی بال هواپیما تعبیه می شود و قسمتی از ساختمان بال را تشکیل می دهد که به صورت مخازن نفوذ ناپذیر ساخته شده است، با توجه به مصرف سوخت در هنگام پرواز، جرم بال با گذشت زمان تغییر پیدا خواهد کرد. از این رو تحلیل مودال بال اصلی هواپیما بر مبنای جرم متغیر ضروری به نظر می رسد که متاسفانه کمتر به آن پرداخته شده است. هدف از این پایان نامه بررسی خواص دینامیکی بال هواپیما با فرض تغییرات جرمی از روش آنالیز مودال عددی است. در ابتدا مدل هندسی بال ایجاد می شود. سپس مدل مزبور به وسیله نرم افزار المان محدود و مدل سازی جرم متغیر، تحلیل دینامیکی شده و پاسخ ها بر مبنای ورودی تصادفی به تکیه گاه، به دست می آیند.

امروزه استفاده از وسایل پرنده بدون سرنشین به مقاصد گوناگون ازجمله تصویربرداری هوائی، عملیات های نظامی، پایش وضعیت مسائل زیست محیطی، کنترل خطوط کنترل انرژی و گشت های مرزی اهمیت فراوانی یافته است. پرندگان بدون سرنشین انواع گوناگونی دارند که به طورکلی می توان به هواپیماها، هلیکوپترها و کوادراتورها اشاره کرد. در رنج های پروازی کوتاه و در محوطه های باز که نیاز به حمل تجهیزات فیلم برداری و همچنین بررسی یک ناحیه خاص از بالا در مدت زمان تقریباً طولانی وجود داشته باشد، استفاده از هلیکوپترهای بدون سرنشین در مقایسه با سایر وسایل پرنده بهتر خواهد بود. مشکل اصلی هلیکوپترها سطح زیاد ارتعاشات وارده بر بدنه آن ها از سیستم تولید و انتقال قدرت و پره های آن است و از طرف دیگر جهت داشتن کیفیت خوب تصاویر دریافتی از هلیکوپتر بایستی سطح ارتعاشات وارده بر دوربین فیلم برداری در حد مجاز استانداردی قرار داشته باشد. در این پژوهش، یک سیستم جداسازی ارتعاشات که بین دوربین فیلم برداری و هلیکوپتر بدون سرنشین قرار می گیرد با استفاده از روش مدل سازی اجزاء محدود و همچنین تستهای ارتعاشی موردبررسی قرار می گیرد. در این راستا، ضمن شناسایی خواص اجزاء تشکیل دهنده این نوع جداسازها که بیشتر از جنس های آلومینیومی، پلاستیکی و لاستیکی می باشند، مدل اجزاء محدود آن ها ساخته شده و همچنین یک پایه آلومینیومی جهت نصب جداساز و دوربین طراحی و ساخته خواهد شد. پس از آماده سازی مدل و سازه (شامل پایه آلومینیومی، جداساز و سازه دوربین)، با انجام تستهای مودال نسبت به بروز رسانی مدل اجزاء محدود اقدام خواهد شد. در ادامه تأثیر واشرهای از جنس ژل سیلیکون که در محل اتصال جداساز به پایه آلومینیومی قرار می گیرند بر روی میزان ارتعاشات وارده بر بدنه دوربین فیلم برداری موردمطالعه قرار خواهد گرفت.