کنترل ارتعاش ورق مستطیلی ایزوتروپیک با لایه های پیزوالکتریک

در این پروژه به بررسی تأثیر لایه پیزوالکتریک بر ارتعاشات ورق مورد استفاده در بدنه خودرو پرداخته شده است. در تحلیل ارتعاشات آزاد مقادیر فرکانس طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی ورق در حالات گوناگون از لحاظ شرایط مرزی ورق، ابعاد ورق و تعداد لایه های پیزوالکتریک بدست آورده شده است. . در تحلیل ارتعاشات اجباری دو ورودی پله ای و هارمونیک به سیستم وارد شده است و تأثیر تغییر ولتاژ اعمالی به لایه پیزوالکتریک مورد بررسی قرار گرفته است. در انجام تحلیل ها از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه سوم برای میدان جابه جایی استفاده شده است که یکی از دقیق ترین روش ها بوده و نیازی به استفاده از ضریب تصحیح برشی ندارد. روابط کرنش- جابه جایی و میدان اختلاف پتانسیل الکتریکی به صورت خطی در نظر گرفته شد-اند. ولتاژ اعمالی به صفحات بالایی و پایینی لایه پیزوالکتریک به صورت ثابت فرض شده است. به دلیل استفاده از روابط کرنش-جابه جایی خطی، در تحلیل ارتعاشات آزاد از روش مقدار ویژه استفاده شده است. برای حل مساله از روش اجزای محدود یا fem استفاده شده است. به این منظور در نرم افزار matlab برنامه نویسی انجام شده است و با استفاده از برنامه نوشته شده تمامی تحلیل ها صورت گرفته و نتایج بدست آمده برای بررسی صحت، با پاسخ های بدست آمده از نرم افزار abaqus مقایسه شده اند. در بحث ارتعاشات آزاد، لایه پیزوالکتریک موجب تغییر اندک در مقادیر فرکانس طبیعی ورق می شود. شکل مودهای ارتعاشی فقط به شرایط مرزی و نسبت ابعاد ورق وابسته است و لایه های تشکیل دهنده ورق در آن تأثیری ندارد. هرچه شرایط مرزی ورق آزادتر باشد مقادیر فرکانس طبیعی کاهش و هرچه ابعاد ورق کوچکتر باشد مقادیر فرکانس طبیعی افزایش می یابند. در اثر تغییر ولتاژ اعمالی در تحلیل ارتعاشات اجباری جابجایی میانیگین ارتعاشات تحت تأثیر قرار میگیرد و آن را می توان با تغییر ولتاژ کنترل نمود.