عنوان پایان‌نامه
تحلیل کمانش حرارتی پوسته های مخروطی شکل ناقص ساخته شده از مواد کامپوزیتی با لایه های محرک پیزوالکتریک
- رشته تحصیلی
- مهندسی هوافضا - سازمان های هوافضایی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71334
- تاریخ دفاع
- ۱۲ اسفند ۱۳۹۳
- دانشجو
- عرفان قمری
- استاد راهنما
- بابک میرزاوند بروجنی
- چکیده
- با توسعه استفاده از مواد پیشرفته نظیر کامپوزیت‌ها و پیزوالکتریک‌ها، تلاش¬ها به منظور تحلیل و بررسی رفتار و خصوصیات سازه¬های ساخته شده از این مواد افزایش یافته است. یکی از بخش¬های مهم تحقیقات صورت گرفته¬، مربوط به بررسی پایداری این سازه¬ها به صورت مجزا و ترکیب آنها با عنوان کامپوزیت هیبریدی می‌باشد. در پایان¬نامه حاضر تحلیل کمانش حرارتی و مکانیکی پوسته‌های مخروطی شکل ناقص ساخته شده از مواد چندلایه کامپوزیتی با لایه‌های محرک پیزوالکتریک مورد نظر قرار گرفته است. استخراج معادلات حاکم بر اساس روابط سینماتیک غیر‌خطی ساندرز و تئوری کلاسیک پوسته‌های مخروطی استوار است. نیروهای پیش کمانش از حل معادلات تعادل غشایی خطی به‌دست آمده‌است. در گام بعدی معادلات پایداری با استفاده از معیار حداقل انرژی پتانسیل استخراج و با استفاده از روش گلرکین حل شده‌اند و بار بحرانی کمانش به صورت تحلیلی و حل بسته ارائه گردیده‌است. با توجه به فرمول‌های ارائه شده بار بحرانی کمانش به صورت حل بسته که از نقاط حائز اهمیت این تحقیق به شمار می‌آید، نتایج ارائه شده می‌تواند به آسانی مورد استفاده مهندسین برای مقاصد مهم طراحی قرار بگیرد. تاثیر لایه پیزوالکتریک، پارامترهای مختلف هندسی متناسب با هندسه مخروط ناقص، بارگذاری الکتریکی و حرارتی و مکانیکی و نحوه چیدمان لایه‌ها بر بار بحرانی کمانشی سازه مخروطی شکل به صورت کمی و کیفی مورد بررسی قرار گرفته است. در بین نتایج متعدد بدست آمده می‌توان به اهمیت نحوه چیدمان لایه‌های کامپوزیتی متناسب با توزیع خطی حرارت و بار محوری در پوسته ، تاثیر لایه پیزوالکتریک بر افزایش مقاوت کمانشی و همچنین تاثیر پارامتر هندسی نسبت ارتفاع به شعاع میانی مخروط بر بار بحرانی کمانش اشاره نمود.
- Abstract
- This thesis deals with the electro-thermo-mechanical buckling of laminated orthotropic truncated conical shells that are integrated with surface-bonded piezoelectric actuators. Derivation of the governing equations is based on the classical shell theory and Sanders non-linear kinematics relations. The equilibrium and stability equations are derived by employing the minimum potential energy criterion. Solving linear form of the membrane equilibrium equations results to the prebuckling forces, and finally the linear stability equations have been solved by the application of the Galerkin method. Results for critical buckling loads are obtained in the closed-form solutions, which are convenient to be used in engineering design applications. The presented formulation is validated through the several direct comparisons made with the known data in the open literature. Effects of different design parameters such as the applied actuator voltage, conical shell geometry, and lay-up configuration on the buckling load are investigated. Keywords: Buckling, Analytical Modeling, Laminated Composite, Piezoatorelectric Actuator
