تحليل ارتعاشاتي و پاسخ ديناميكي سامانه هاي مكانيكي تحت ميدان هاي كوپله الكتريكي، مكانيكي، مغناطيسي و حرارتي در فضا

فناوري هاي نوين

در بسياري از كاربردهاي سازه‌اي، بشر توانسته است اهداف عمده‌اي را با استفاده از اعمال اثرات جديد بر سازه‌هاي مختلف دنبال نمايد. به‌عنوان نمونه محققين توانسته‌اند موادي با خاصيت پيزوالكتريك را در اختيار گرفته و با اعمال ورودي الكتريكي، تغيير شكل‌هاي مكانيكي خاص و دلخواهي را ايجاد نمايند و حتي برعكس با اعمال نيروهاي مكانيكي معلومي، بتوانند ولتاژ الكتريكي در اختيار داشته باشند.در سازه‌هاي فضايي، علاوه بر چنين اثري، اثرات ديگري مانند ميدان‌هاي الكترومغناطيسي، ميدان‌هاي حرارتي، ميدان‌هاي تشعشعي و . . . قابل ذكر است. اين در حالي است كه عمده طراحي‌هايي كه تاكنون در حوزه سازه‌هاي فضايي صورت گرفته، با استفاده از تئوري‌هاي ساده و بدون در نظر گرفتن اثرات ميداني مذكور بوده است. به همين منظور در اين پايان نامه اثر كوپلينگ يا وابستگي ميدان‌ها بر ارتعاشات سازه را مورد بررسي قرار گرفته است. در اين پايان نامه ارتعاشات نانوورق پيزوالكتريك و نانوورق الكترومگنتوالاستيك با تئوري ميندلين مرتبه¬ي اول و تئوري غيرمحلي ارينگن براي شرايط مرزي مختلف تحليل شده¬است. معادلات از اصل هميلتون استخراج شده و به روش مربع¬سازي ديفرانسيلي تعميم¬يافته گسسته سازي شده و با مساله مقدار ويژه حل عددي شده و اثرات خارجي بر ارتعاشات سازه فضايي بررسي شده¬¬است.در اين تحقيق نتايج گوياي اين است كه با افزايش ضريب غيرمحلي، افزايش ولتاژالكتريكي، افزايش تغييرات دمايي و كاهش پتانسيل مغناطيسي فركانس كوچكتر مي¬شود.شبيه¬سازي¬هاي مختلف انجام شده تاييد مي¬كند كه روش مربع¬سازي ديفرانسيلي با تعداد نقاط كم به دقت و همگرايي مي¬رسد و هر چه تعداد نقاط گسسته¬سازي بيشتر باشد اين دقت بيشتر خواهد بود. همچنين آلومينيوم نيتريد تحت ولتاژ يك كيلوولت به تنش نوساني ۱۰ گيگاپاسكال مي¬رسد كه از تنش تسليم ۲۷۰۰ مگاپاسكالي بسيار بيشتر بوده‌است. واژه‌هاي كليدي: فضا، ارتعاشات، پيزوالكتريك،كوپلينگ ميدان¬ها،تئوري ميندلين،روش GDQ.

193093

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي فناوري ماهوراه - مكانيك

دكتر صادق صادق زاده