بررسی اثر ضریب پواسون بر عملکرد الکتریکی و دینامیکی تیر ساندویچی با رویه‌های کامپوزیتی و پیزوالکتریکی

صبری لقایی, کاوه; ملک زاده فرد, کرامت; شکراللهی, سعید; شفقت, سلمان

doi:10.22034/joae.2025.504535.1270

بررسی اثر ضریب پواسون بر عملکرد الکتریکی و دینامیکی تیر ساندویچی با رویه‌های کامپوزیتی و پیزوالکتریکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

کاوه صبری لقایی ¹

کرامت ملک زاده فرد ²

سعید شکراللهی ³

سلمان شفقت ⁴

¹ دانشجوی دکتری، مجتمع هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

² استاد، مجتمع هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

³ دانشیار، مجتمع هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

⁴ دکتری، مجتمع هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

10.22034/joae.2025.504535.1270

چکیده

در این مطالعه اثر ضریب پواسون بر مشخصات الکتریکی و پاسخ دینامیکی تیرهای ساندویچی با وصله‌های پیزوالکتریکی با هدف برداشت انرژی بررسی شده است. تیر ساندویچی با هسته‌ی همسانگرد و رویه‌های کامپوزیتی بوده که یک لایه‌ی آن را پیزوالکتریک تشکیل می‌دهد. برای هسته‌‌، کرنش ‌‌راستای ضخامت و نظریه تغییر شکل برشی مرتبه بالا لحاظ شده است. مدل اجزاء محدود بر اساس المان‌‌های یک بعدی سه‌‌گرهی با توابع شکل لاگرانژی و هرمیتی اجرا شده است. مطالعات پارامتریک با هدف تعیین تأثیر ضریب پواسون بر فرکانس‌های طبیعی اتصال کوتاه و مدارباز، ولتاژ و دامنه‌ی جابجایی تیر تحت فرکانس تحریک تشدید انجام شده است. طبق نتایج، اثر نادیده گرفتن ضریب پواسون در فرکانس‌های طبیعی و خیز در فرکانس تحریک صفر برای زوایای الیاف متعامدزیاد نبوده اما در الیاف زاویه دار خطا فاحش خواهد شد. این درحالی است که در بررسی ولتاژ و دامنه حابجایی تیر، هم برای الیاف متعامد و هم زاویه دار این خطا بسیار چشمگیر بوده و قابل اغماض نیست همچنین بیشترین خطا در زاویه الیاف حدود 36 درجه حاصل شده است. درضمن خطای مذکور با عدم تقارن موقعیت قرارگیری پیزوها در زوایای متعامد می‌تواند بیشتر از حالت متقارن و پوشش سراسری آنها شود. نهایتا مشاهده شد نتایج مدل حاضر در نسبت طول به پهنای ( ) حدودا بالای 30 به نتایج مدل سه بعدی نرم افزار کامسول همگرا می‌شود.

کلیدواژه‌ها

تیر ساندویچی

برداشت انرژی

مرتبه بالا

پیزوالکتریک

ضریب پواسون

موضوعات