مواد متخلخل کاربرد وسیعی در صنایع مختلف از جمله هوافضاو مهندسی پزشکی دارند. در این پژوهش بعد از معرفی مواد هوشمند و مواد متخلخل اشباع، نظریه تیرهای متخلخل اشباع شده با جریان محوری معرفی شده است. در ادامه برای شرایط مرزی مکانیکی و نفوذ مختلف، چند مثال برای تیرهای تحت بار ناگهانی حل شده است. سپس با استفاده از نظریه تیرهای متخلخل و سیال هوشمند، مدلی برای تیر متخلخل هوشمند پیشنهاد می¬گردد. در ادامه حلی تحلیلی برای روابط حاکم بر مدل پیشنهادی، تحت میدان مغناطیسی تابع زمان، با فرض شبه ایستایی بودن فرآیند به¬دست می آید. در انتها نیز با استفاده از روش تفاضل محدود و روش کرنک-نیکولسون،حلی برای معادلات حاکم استخراج شدهدر حالتی که تیر متخلخل هوشمندتحت میدان مغناطیسی تابع مکان و زمان قرار دارد ارائه شده است. نتایج حاکی از آن است که میدان مغناطیسی، تاثیر بسزایی روی گشتاور ناشی از فشار سیال، سهم تحمل بار سیال و خیز تیر متخلخل هوشمنددارد. چنین ماده ای می تواند به منظور کاهش صدمات ناشی از بارهای ضربه¬ای و ارتعاشات، در سازه¬های هوشمند مورد استفاده قرار گیرد.

در تحقیق کنونی، تاثیر مواد هوشمند الکترورئولوژیکال (er) و مگنتورئولوژیکال (mr) بر روی پایداری دینامیکی و کاهش دامنه ارتعاش صفحات فلزی و صفحات کامپوزیتی چند لایه با استفاده از روش المان محدود مورد بررسی قرار می گیرد. ویژگی منحصربفرد این نوع از مواد هوشمند، قابل کنترل بودن لزجت ظاهری آن ها توسط میدان الکتریکی و مغناطیسی است. در تحلیل های انجام شده، ماده هوشمند به دو شکل متفاوت لایه هوشمند میراکننده و یا میراگر خارجی در صفحه به کار رفته است. به منظور مدل سازی رفتار ماده هوشمند، از دو مدل کلوین که رفتار پیش از تسلیم ماده هوشمند را نشان می دهد و مدل بینگهام که رفتار پس از تسلیم ماده هوشمند را نشان می دهد، استفاده شده است. پس از مدل سازی المان محدود، پاسخ ارتعاشی و نواحی پایداری صفحه هوشمند به دست می آید. بدین منظور، تاثیر پارامترهای مختلفی از قبیل شدت میدان الکتریکی و یا مغناطیسی، ابعاد هندسی لایه میرا و یا میراگر خارجی، چیدمان لایه های کامپوزیتی و شرایط مرزی مختلف روی فرکانس ها و نواحی پایداری سازه، مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج بررسی ها نشان دهنده تاثیر قابل توجه مواد هوشمند در افزایش پایداری سیستم است. این افزایش پایداری در اثر عواملی همچون کاهش فاصله اولیه الکترودهای میراگر، افزایش شعاع الکترودها در میراگر دایروی خارجی، افزایش شدت میدان الکتریکی و یا مغناطیسی، به کارگیری شرایط مرزی و یا چیدمان کامپوزیتی به خصوصی که منجر به افزایش سفتی سازه شود، ایجاد می گردد.

آلیاژ های حافظه دار عنوان گروهی از مواد هوشمند می باشند که خواص متمایز و برتری نسبت به سایر آلیاژها دارند. رفتار تنش- کرنش این مواد دو پدیده غیرخطی خاص را در برمی گیرد، اثر حافظه داری و اثر شبه الاستیک. رفتار آلیاژ طی این دو اثر به گونه ای است که بعد از ورود آن به حالت پلاستیک، ماده شکل اولیه خود را بازیابی خواهد کرد. پژوهش انجام شده بر پایه مدل سازی این دو رفتار آلیاژهای حافظه دار در نرم افزار abaqus و با استفاده از کد یومت می باشد. شبیه سازی اتصالات هوشمند، پیچش و نیز کنترل ارتعاشات با استفاده از آلیاژهای حافظه دار از جمله مواردی است که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته اند. توانایی بازیابی کرنش نسبتا زیاد پسماند مهم ترین خصیصه این مواد بوده و طراحی اتصالات جداشدنی بر پایه همین خصوصیت انجام شده است. تهیه کد یومت خواص آلیاژ حافظه دار امکان هرگونه استفاده از امکانات abaqus جهت تحلیل رفتار سازه های هوشمند ساخته شده با آلیاژ حافظه دار را برای طراح فراهم می سازد.

در این پروژه تحلیل تیرهای کامپوزیتی به روش کاهش ابعاد انجام گرفته است. در روش کاهش ابعاد مسئله الاستیسیته سه-بعدی تیر کامپوزیت به حل خطی و دو بعدی سطح مقطع و یک بعدی در طول تیر تفکیک می شود. در روش پیش رو اثرات غیرکلاسیک مختلف مانند انواع کوپل های مادی، اعوجاج های داخل و خارج صفحه و برش عرضی که در تیرهای کامپوزیتی حائز اهمیت می باشند، در نظر گرفته شده است. تحلیل سطح مقطع جهت محاسبه سفتی های مقطع عموماً به روش المان محدود انجام می شود. در این مطالعه علاوه بر روش فوق امکان استفاده از روش تحلیلی ریلی-ریتز در حل مقطع مورد بررسی قرار می گیرد. روش حاضر در مثال های متعدد استاتیکی و ارتعاشات آزاد برای تیر ساکن و دوّار مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل همگرایی مناسبی با نتایج تحلیلی و تجربی سایر مقالات و المان محدود سه بعدی در نرم افزار آباکوس نشان می-دهد. روش مورد بررسی با سرعت بالا و دقت قابل قبول نسبت به تحلیل المان محدود سه بعدی، امکان مدل سازی و بهینه سازی اولیه سازه های تیر شکل را فراهم می سازد.

در این پژوهش اثر تغییر پارامترهای هندسی سلول واحد چیرال بر پاسخ ارتعاشی و کمانشی صفحه چیرال مورد بررسی قرار گرفته است. صفحه چیرال در حالت سه بعدی همسانگرد عرضی است،این بررسی با استفاده از روابط مربوط به کمانش و ارتعاشات صفحه همسانگرد عرضی و خواص مکانیکی سلول واحد چیرال انجام شده است. صفحات چیرال مورد بررسی در این پژوهش متشکل از سلول های سه دنده ای، چهار دنده ای و شش دنده ای هستند. رفتار ارتعاشی و پایداری کمانشی این صفحات با صفحه ایزوتروپیک مرجعی که با صفحات چیرال هم وزن، هم جنس و هم مساحت است مقایسه شده است. حل مسئله به روش تحلیلی و با استفاده از کد نوشته شده در نرم افزار matlabانجام شده است. به منظور بررسی صحت حل تحلیلی، نتایج حاصل از آن با نتایج حل المان محدود مدل ایجاد شده صفحات چیرال در نرم افرار abaqus مقایسه شده اند. در انتها با مقایسه مقادیر مربوط به فرکانس ارتعاشی و نیروی کمانشی بحرانی سه مدل صفحه چیرال با یکدیگر و با صفحه ایزوتروپیک مرجع، مقایسه ای به لحاظ رفتار ارتعاشی و پایداری کمانشی ساختار چیرال و صفحه ایزوتروپیک انجام شده است. از نتایج مشاهده می شود که ساختار چیرال در هنگام کمانش بسیار پایدارتر از صفحه همسانگرد هم وزن با خود است و همچنین دارای فرکانس ارتعاشی بالاتری می باشد. در بررسی پارامتری، صفحه چیرالی که بیشترین تغییر در نیروی بحرانی کمانش و فرکانس طبیعی را شامل می شود، مشخص شده است.