کنترل ارتعاشات به روش غیرفعال با استفاده از مواد هوشمند

به منظور استفاده بهینه و بالا بردن راندمان سیستم های مکانیکی، کنترل و میرا کردن ارتعاشات آن ها همواره از سوی محققان مورد توجه قرار گرفته است. توسعه ی مواد پیزوالکتریک و مگنتواسترکتیو در دهه های اخیر و کاربرد این مواد در کنترل ارتعاشات، سبب شده است که محققان مطالعات گسترده ای را بر روی روش های کنترل ارتعاشات با استفاده از این مواد انجام دهند. در این پروژه کنترل غیرفعال ارتعاشات با استفاده از مواد مگنتواسترکتیو و پیزوالکتریک به همراه مدار الکتریکی جانبی به عنوان یک شبکه عملگری مورد توجه قرار گرفته است. به این صورت که لایه ای از ماده مگنتواسترکتیو (و یا پیزوالکتریک) روی سازه چسبانده می شود، این مواد سبب می شوند که قسمتی از انرژی ارتعاشی به انرژی الکتریکی تبدیل شود و در مدار جانبی به گرما تبدیل شده و بدین ترتیب ارتعاشات سازه کاهش یابد. اتصال مدار الکتریکی مناسب به مگنتواسترکتیو (و یا پیزوالکتریک) سبب می شود تغییراتی در مقدار و فاز انرژی الکتریکی ایجاد شود و میرایی بیشتری حاصل گردد. مدل بررسی شده در این پروژه، تیر یک سر گیردار است که در دو حالت پوشیده شده با لایه ی پیزوالکتریک به همراه مدار جانبی و پوشیده شده با لایه ی مگنتواسترکتیو به همراه مدار جانبی مورد مطالعه قرار گرفته است. نوع ماده ی مگنتواسترکتیو، متال گلس (met-glass 2605sc) و نوع ماده پیزوالکتریک به کار رفته (p-7) می باشد. برای مدل، روابط انرژی کرنشی بدست آمده و از ترکیب آن با معادلات ساختاری پیزوالکتریک و مگنتواسترکتیو رابطه ولتاژ تولیدی استخراج شده است در ادامه با استخراج معادلات حاکم بر مدارهای الکتریکی جانبی، بهینه سازی پارامترهای مختلف برای داشتن میرایی بیشتر بررسی شده است.