نگار پژوه

کنترل ارتعاشی یک ورق غیرخطی- حرارتی با استفاده از مواد پیزوالکتریک در حضور نیروی آئرودینامیکی

امروزه سازه های مهندسی اعم از تیر، ورق و پوسته در ساخت تجهیزات، ماشین آلات و ادوات صنعتی به نسبت گذشته از کاربرد وسیع تری پیدا نموده است ولی مهندسان در ساخت و طراحی سیستم های مکانیکی خود با چالش های متنوعی روبرو می شوند که دقت و توجه به هریک از چالش ها خود می تواند نقش موثری در تکامل تجهیزات مهندسی شود. یکی از چالش های روبرو در جوامع مهندسی، نوسانات یک سازه پیوسته در برابر تحریکات و اغتشاشات خارجی می باشد. هدف از این پژوهش، کاهش نوسانات و یا جابجایی یک سازه ورق با درنظر گرفتن اثر حرارتی در حضور نیروی آئرودینامیکی در این پدیده فیزیکی می باشد. رفتار مکانیکی سازه ی ورق بصورت غیرخطی استخراج می شود و از طرفی مواد پیزوالکتریک بعنوان لایه حسگر و عملگر به ترتیب در پایین و بالای سازه ورق نصب می گردد تا این سازه در اثر تحریک و نوسان ابتدا حسگر پیزوالکتریک این نوسان را حس نماید و باتوجه به خواص دو سویه ماده پیزوالکتریک این جابجایی بصورت ولتاژ از حسگر به کنترلر ارسال و آنگاه کنترلر با انتخاب بهره­ی کنترلی، تلاش کنترلی را بصورت سیگنال ولتاژ به عملگر ارسال نماید و آنگاه ولتاژ اعمالی به لایه عملگر، تغییر شکل مناسب با این ولتاژ منجر می شود که با این تغییر شکل عملگر، سازه ی ورق نیز از  این تغییر شکل پیروی می نماید تا  به میرایی ختم گردد. در گذشته مطالعات فراوانی از سوی محققین در سراسر دنیا بر روی کنترل ارتعاش سازه ها انجام پذیرفته است ولی بیشتر تحقیقات ، رفتار سازه را بصورت خطی فرض نموده اند و یا نوع کنترلر،  حسگر و عملگر و روش کنترلی  از لحاظ هزینه زمان، محاسبات و بار مالی فراوانی را به بار داشته است اما  جهت شبیه سازی این سیستم پیوسته  تلاش شده  مدل ارائه شده به واقعیت نزدیک تر شود که این مساله با اضافه نمودن سه اثر اولا اثر حرارتی و ثانیا غیرخطی فرض نمودن رفتار سازه ثالثا اعمال نیروی آئرودینامیکی بر سازه، قابل بیان می باشد. همچنین برای کامل نمودن حلقه ی کنترلی از ترکیب کنترلر مود لغزشی و فازی جهت میرایی ارتعاشی سازه بکارگرفته شود. دلیل استفاده از ترکیب دو نوع رویکرد کنترلی بدلیل رویکرد کلاسیک (کنترلر مود لغزشی) و رویکرد هوشمند (فازی) جهت اطمینان از طراحی بکارگرفته شده است هدف نهایی از این مدل­سازی و شبیه سازی کاهش ارتعاشات سازه ورق در اثر تحریکات خارجی می باشد.