دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک – طراحی کاربردی
عنوان:
کمانش حرارتی در تیر پیزو کامپوزیت
چکیده:
بررسی رفتار تیر پیزو کامپوزیت تحت کمانش حرارتی موضوعی است که، در این تحقیق به بررسی و مطالعه آن می پردازیم.
در این راستا؛ در ابتدا و در فصل اول، به صورت فهرست وار مطالعات و تحقیقات انجام شده توسط محققین مختلف در زمینه های نزدیک به موضوع مورد مطالعه را برمی شماریم.
در ادامه و در فصل دوم، مختصری در مورد مواد هوشمند که مواد پیزو الکتریک نمونه ای از آنهاست، بیان می کنیم و سپس به آنالیز تیر تحت کمانش، می پردازیم. در این بخش هم از روش آنالیز هندسی و هم از روش حداقل انرژی پتانسیل برای به دست آوردن معادلات حرکت بهره خواهیم برد.
پیش کمانش و کمانش تیر موضوع اصلی مورد مطالعه ماست؛ که در فصل سوم به آن خواهیم پرداخت. یکی از پارامترهای تاثیرگذار بر روی کمانش تیر، مساله شرایط مرزی آن است؛ به گونه ای که با اعمال شرایط مرزی مختلف به تیر، نیروی بحرانی کمانش آن تغییرات زیادی خواهد نمود. خواهیم دید که نحوه و چگونگی اعمال شرایط مرزی، چگونه بر روی نیروی حرارتی و دمای بحرانی کمانش تیر تاثیر می گذارد. در فصل چهارم، به اعمال نیروی حرارتی به تیر کامپوزیت می پردازیم و نتایج حاصله را با نتایج دو نفر از محققینی که در زمینه بسیار نزدیک به این تحقیق کار نموده اند صحت سنجی می کنیم.
اینکه آیا افزودن لایه پیزو به تیر کامپوزیت باعث بهبود خواص آن در جهت بالا رفتن نیروی بحرانی کمانش می شود یا خیر و آیا اینکه، اعمال ولتاژ به این مواد در تیر پیزوکامپوزیت چه قدر می تواند بر روی رفتار سازه تاثیر بگذارد؛ را در همین فصل با انجام محاسبات عددی در خواهیم یافت.
در نهایت و در فصل پنجم نتایج حاصله را جمع بندی خواهیم کرد.
مقدمه:
استفاده از سازه های کامپوزیت به عنوان سازه هایی که هم ساختار و هم خواص داخلی آنها را می توان طراحی کرد، روز به روز در حال افزایش است. این سازه ها مانند هر سازه دیگری، تحت تاثیر محیط و شرایط کاری اطراف خود، واکنش های متناظر با آن شرایط محیطی را از خود نشان می دهند. یکی از مهمترین مولفه های تاثیرگذار محیطی بر روی هر سازه، پارامتر تغییر دماست. تغییر دما، در اکثر موارد موجب تغییر شکل سازه می باشد. که این تغییر شکل در شرایط کاری و میزان کاربردی آن سازه تاثیر نامطلوب می گذارد. حال اگر تنش های ناشی از افزایش دما در یک سازه از میزان معینی بیشتر شود، سازه دچار کمانش حرارتی خواهد شد.
مواد پیزو الکتریک به عنوان یکی از مواد جدید مورد استفاده در صنایع، که روز به روز به کاربردهای آن افزوده می شود؛ دارای خواص منحصر به فردی هستند. مهمترین قابلیت این مواد که مورد توجه مهندسی می باشد، آن است که با اعمال ولتاژ دچار تغییر شکل می شوند. فلذا اینکه، این تغییر شکل به چه حد خواهد بود و چه تاثیری بر روی رفتار سازه هایی که این مواد در آنها مورد استفاده قرار گرفته است، خواهد داشت؛ موضوع قابل بحثی است.
بررسی کمانش حرارتی در تیرهای کامپوزیتی به عنوان یکی از سازه های پر کاربرد مهندسی، موضوع مورد بررسی این تحقیق است.
در این تحقیق، ابتدا تلاش خواهیم کرد تا رفتار تیر کامپوزیت را تحت حرارت مورد بررسی قرار داده و شرایط کمانش در آن را مطالعه کنیم. لاجرم یکی از پارامترهای تاثیرگذار بر روی رفتار این سازه، شرایط مرزی آن خواهد بود. در ادامه برآنیم که تاثیر افزایش لایه پیزو الکتریک بر روی تیر کامپوزیت در حالت سیمتریک و آنتی سیمتریک را بررسی نماییم. در این قسمت، در ابتدا تاثیر افزایش این ماده به تیر را مورد مطالعه قرار می دهیم و در ادامه به دنبال آن هستیم که دریابیم، اعمال ولتاژ به لایه پیزوالکتریک چه تاثیری بر روی نیروی حرارتی و دمای بحرانی کمانش دارد.
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند