تحلیل ارتعاشات آزاد و اجباری مواد پیزوالکتریک مبتنی بر روش نیمه‌تحلیلی اجزاء محدود با مرز مقیاس شده

نویسندگان

چکیده مقاله:

امروزه استفاده از مواد پیزوالکتریک به‌عنوان گونه‌ای از مواد هوشمند در صنایع مختلف توسعه چشمگیری داشته است. مدل‌سازی دقیق رفتار این مواد، نقش مهمی در درک مکانیزم عملکردی و همچنین گسترش روش‌های جدید مبتنی بر رفتار وابسته الکتریکی-مکانیکی آن‌ها ایفا می‌کند. این در حالی است که هزینه بالای محاسباتی روش‌های عددی موجود برای شبیه‌سازی رفتار ارتعاشی مواد پیزوالکتریک، به‌خصوص در فرکانس‌های بالا، از چالش‌های جدی این حوزه محسوب می‌شود. هدف از این پژوهش استفاده از یک روش نیمه‌تحلیلی نوین موسوم به روش اجزاء محدود با مرز مقیاس‌شده به‌منظور تحلیل ارتعاشات آزاد و اجباری وصله‌های پیزوالکتریک است. ترکیب اصول حاکم بر دو روش عددی اجزاء محدود و اجزاء مرزی در روش حاضر، امکان تحلیل هرگونه معادله مشتق جزئی را به‌صورت نیمه‌تحلیلی با هزینه محاسباتی بسیار پایین‌تر نسبت به روش اجزا محدود را فراهم می‌کند. به‌منظور ارزیابی دقت این روش در مدل‌سازی مسائل مختلف مانند رفتار ماده پیزوالکتریک در مسائل پایش سلامت و همچنین مکانیک شکست، 4 مسئله موردی شامل ارتعاشات آزاد و اجباری وصله پیزوالکتریک، وصله پیزوالکتریک متصل به سازه آلومینیومی، وصله پیزوالکتریک سوراخ‌دار و وصله پیزوالکتریک ترک‌خورده مورد تحلیل قرار گرفت. مقایسه نرخ همگرایی روش‌های اجزاء محدود با مرز مقیاس شده و اجزاء محدود نشان از دستیابی به نتایج دقیق به ازای تعداد درجات آزادی بسیار کمتر در روش اول دارد. به‌علاوه، تطابق مناسب نتایج حاصل از این دو روش، نشان از قابلیت روش اجزاء محدود با مرز مقیاس‌شده در مدل‌سازی انواع مسائل با هزینه محاسباتی بسیار پایین دارد.

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

بررسی اثر به‌کارگیری لایه‌های پیزوالکتریک بر ارتعاشات اجباری و آزاد ورق‌های چهارگوش FGH

در این نوشتار به‌منظور بررسی آثار ناشی از به‌کارگیری لایه‌های پیزوالکتریک حس‌گر و محرک، بر ارتعاشات ورق F‌G‌M چهارگوش، به‌مطالعه‌ی ارتعاشات آزاد، ارتعاشات اجباری و کنترل فعالِ ارتعاشاتِ گذرا در این خصوص خواهیم پرداخت. در تحلیل ارتعاشات آزاد، مقادیر فرکانس طبیعی و شکل مودهای ارتعاشی سیستم به‌دست آمده‌اند. در تحلیل ارتعاشات اجباری، پاسخ سیستم به‌ازای ورودی‌های متفاوت و ولتاژهای مختلف اعمالی به لایه...

متن کامل

تحلیل ارتعاشات آزاد و اجباری استوانه ای ازجنس مواد هدفمند به روش المان محدود

مواد هدفمند مواد جدید و نوظهوری هستند که اکثراً از ترکیب دو ماده مختلف که یکی فلز و دیگری سرامیک است ساخته می شوند به طوری که خواص ترکیب حاصل به طور یکنواخت تغییر می کند و این امر موجب برتری این مواد نسبت به مواد همگن شده است. در پایان نامه حاضر تحلیل دینامیکی استوانه های از جنس مواد هدفمند که خواص مکانیکی در راستای شعاع طبق مدل های مختلفی تغییر می کند با استفاده از روش المان محدود و بکارگیری ...

15 صفحه اول

تحلیل ارتعاشات آزاد و اجباری استوانه هایی ازجنس مواد هدفمند به روش بدون المان

در این تحقیق تحلیل ارتعاشات آزاد و اجباری در استوانه هایی از جنس مواد هدفمند به روش های بدون المان و المان محدود بررسی شده است. روش بدون المان استفاده شده مبتنی بر فرم ضعیف معادله حرکت است. در این روش بدون المان از توابع شکل حداقل مربعات متحرک برای تقریب میدان تغییر مکان و از روش تبدیل برای اعمال شرایط مرزی اساسی استفاده شده است. برای حل مسئله وابسته به زمان نیز روش تقاضل محدود مرکزی به کار رفت...

متن کامل

بررسی ارتعاشات آزاد و اجباری شفت و پروانه شناور با استفاده از کوپل حجم محدود المان مرزی و المان محدود

The main objective of this paper is to provide an applied algorithm for analyzing propeller-shaft vibrations in marine vessels. Firstly an underwater marine vehicle has been analyzed at different speed in unsteady condition using the finite volume method. Based on the results of this analysis, flow field of marine vehicle (wake of stern) and velocity inlet to the marine propeller  is extra...

متن کامل

مقایسه تأثیر وضعیت طاق باز و دمر بر وضعیت تنفسی نوزادان نارس مبتلا به سندرم دیسترس تنفسی حاد تحت درمان با پروتکل Insure

کچ ی هد پ ی ش مز ی هن ه و فد : ساسا د مردنس رد نامرد ي سفنت سرتس ي ظنت نادازون داح ي سکا لدابت م ي و نژ د ي سکا ي د هدوب نبرک تسا طسوت هک کبس اـه ي ناـمرد ي فلتخم ي هلمجزا لکتورپ INSURE ماجنا م ي دوش ا اذل . ي هعلاطم ن فدهاب اقم ي هس عضو ي ت اه ي ندب ي عضو رب رمد و زاب قاط ي سفنت ت ي هـب لاتـبم سراـن نادازون ردنس د م ي سفنت سرتس ي لکتورپ اب نامرد تحت داح INSURE ماجنا درگ ...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


عنوان ژورنال

دوره 52  شماره 12

صفحات  91- 100

تاریخ انتشار 2019-08-13

با دنبال کردن یک ژورنال هنگامی که شماره جدید این ژورنال منتشر می شود به شما از طریق ایمیل اطلاع داده می شود.

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023