عنوان پایان‌نامه
بررسی رفتار تیرهای ساندویچی چند لایه با میدان الکترواستاتیک
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1162;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 39133
- تاریخ دفاع
- ۰۹ مهر ۱۳۸۷
- دانشجو
- سهراب نظامی چهارمحالی
- استاد راهنما
- مسعود متولی
- چکیده
- کنترل و جلوگیری از ارتعاشات سازه ها نقش مهمی در افزایش عمر بهره برداری آنها ایفا می‌کند. بدین منظور در کنار استفاده از میراگرهای خارجی، تغییر سازگار خواص ارتعاشی سازه ها بصورت هدفمند می‌تواند به عنوان یک راه حل جایگزین ارائه گردد. از این طریق می توان بدواً از وقوع ارتعاشات شدید در اثر پدیده هایی همچون تشدید (رزونانس) جلوگیری نمود. از آنجا که در پدیده ای چون تشدید، تأثیر بر طیف نیروهای محرک عموماً امکان پذیر نیست، تغییر فرکانس های طبیعی سیستم و دور نگه داشتن آنها از فرکانس های محرک می تواند راه حل مناسبی باشد. در این راستا تغییر خواص مکانیکی اعضا سازه ای از قبیل سختی خمشی می تواند مورد توجه قرار گیرد. تغییر خواص مکانیکی یک عضو سازه ای امکان تأثیر بر خواص ارتعاشی آن از قبیل فرکانس های ویژه و بکارگیری مفهوم فوق به منظور کاهش ارتعاشات را فراهم می آورد. در این پایان‌نامه تأثیر قابل توجهِ میزان تنش برشی قابل انتقال بین لایه های مختلف یک تیر ساندویچی بر سختی خمشی آن مورد بررسی قرار گرفته است. این کار از طریق بکارگیری تنش های قائم الکتروستاتیک در سطح تماس لایه های مجزای تیر ساندویچی و در اثر عمل اصطکاک صورت می گیرد. تعیین رفتار چنین تیر چندلایه سازگاری در گرو برآورد مناسب میزان تنش های داخلی در سیستم می باشد. در این پایان‌نامه بررسی این تنش ها و نهایتاً رفتار کلی تیر مورد نظر و توسعه مدل‌های تحلیلی و عددی مناسب بر پایه نمونه های آزمایشگاهی ساخته شده در مؤسسه تحقیقاتی EMPA کشور سوئیس ارائه شده است. مقایسه‌های انجام گرفته، کارآیی مفهوم اصلی و مدل‌های ساخته شده را تأیید می‌کنند.
- Abstract
- Vibration control and suppression in structures plays a central role in the extension of their service life and improvement of their reliability. Since high amplitude vibrations are often caused by resonance and the spectrum of the exciting forces can generally not be influenced, it is in principle possible to shift the natural frequencies of a system, so that high energy components of the exciting spectrum can be rejected. The modification of the mechanical properties of structural elements, such as their bending stiffness, can be the solution. By modifying the bending stiffness of a structural element it is possible to influence its vibrational properties, such as the eigenfrequencies, thus opening the way to the application of methods for the mitigation of vibrations in connection with resonance phenomena. It is shown in this paper that the modification of the shear stress transfer at the interface between the core and the faces of a sandwich beam has a remarkable effect on the bending stiffness of the structure. Such modification can be obtained by applying a normal stress between the core and the un-bonded, electrically insulated faces of the sandwich by means of a strong electrical field. In order to model the behavior of adaptive multi-layer beams, the estimation of the stresses at the interfaces play an important role. The goal of this work is to create analytical and numerical models of such stresses based on tests which were designed and built is Swiss Federal Laboratory for Testing Materials and Research (EMPA). Simple theoretical and finite-element models for describing the behavior of the beam are presented. Comparison of tests’ results to these models showed good agreement.
