تحلیل تنش و ارتعاشات پنل استوانه ای متشکل از مواد تابعی مدرج همراه با لایه هایی از مواد هوشمند

در این رساله رفتار پوسته های استوانه ای تابعی مدرج هوشمند شده با لایه هایی از مواد مگنتواستریکتیو تابعی مدرج تحت بارگذاری و شرایط محیطی ترکیبی بر اساس تئوری الاستیسیته سه بعدی مورد بررسی قرار گرفت. شرایط بارگذاری و محیطی پوسته، ترکیبی از چند فیزیک متفاوت و شامل بارهای مکانیکی، میدان مغناطیسی، بار حرارتی و محیط رطوبتی می باشد. رفتار استاتیکی پوسته های استوانه ای هوشمند تابعی مدرج در حالت کرنش صفحه ای، با روش تحلیلی مورد بررسی قرار گرفت. سپس، تحلیل استاتیکی پوسته های استوانه ای هوشمند تابعی مدرج با طول کوتاه و تکیه گاه های ساده انجام شد. پس ازآن، تنش ها و جابجایی ها در پنل هوشمند با استفاده از روش تفاضل مربعات سه بعدی تحلیل گشت. همچنین، با ترکیب روش تفاضل مربعات و روش انتگرال زمانی نیومارک، رفتار دینامیکی پنل تحت بار مکانیکی نوسانی مورد واکاوی قرار گرفت. سپس با حل مسئله مقادیر ویژه، فرکانس های طبیعی پنل هوشمند بدست آمد. در بخش های مختلف، اثرات استفاده از لایه مگنتواستریکتیو تابعی مدرج با نمایه های مختلف، شرایط محیطی حرارتی و رطوبتی و میدان مغناطیسی اعمال شده، مورد بررسی قرار گرفت. مقایسه نتایج حاصل از هر بخش با نتایج گزارش شده در پژوهش های پیشین همخوانی خوبی را نشان داد. در انتها، برای صحت سنجی تجربی، یک پنل هوشمند آماده شد و مورد آزمایش قرار گرفت. در این آزمایش، استفاده از روش های مکانیکی، مقاومتی و تحریک لایه هوشمند بررسی شد. نتایج نشان داد که استفاده از نمایه مناسب برای لایه عملگر منتج به کاهش تنش و جایجایی در پنل می شود. همچنین شرایط حرارتی و رطوبتی تنش ها و جابجایی ها را افزایش می دهد. با بررسی روش های مختلف تجربی، مشاهده شد که استفاده از روش های مکانیکی، مقاومتی و تحریک لایه هوشمند نتایج قابل قبولی به همراه دارد.