حل عددي ارتعاشات پوسته استوانه اي چند لايه با لايه پيزوالكتريك

Severe Impact on the Behavior of Energy Absorbing Cylindrical Base in Frontal Impact

در اين مقاله رفتار ارتعاشي پوسته هاي چندلايه كه سطوح داخلي و خارجي آنها مجهز به لايه هاي حسگر و عملگر پيزوالكتريك مي باشد بررسي شده است. ابتدا پوسته چندلايه با تكيه گاه هاي ساده به روش تحليلي بررسي و نتايج حاصل، با نتايج به دست آمده توسط ساير محققين مقايسه شده است. آنگاه حل عددي به روش (GDQ) براي پوسته با لايه هاي پيزوالكتريك و تكيه گاه هاي ساده، با حل تحليلي آن مقايسه شده و در ادامه انواع شرايط تكيه گاهي مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از معادلات حركت، معادلات بنيادين و روابط كرنش- جابجايي، معادلات حالت- فضا حاصل مي شود كه اين معادلات با استفاده از تقريب لايه مجزا، به معادلات حالت- فضا با ضرايب ثابت تبديل خواهند شد. سپس با استفاده از حل اين معادلات مي توان فركانس هاي طبيعي پوسته در حالت تكيه گاه ساده را به دست آورد. در صورتي كه تكيه گاه ها غير ساده باشند، حل معادلات ديفراسيل حالت- فضا به روش تحليلي امكان پذير نبوده و بايد از روش هاي عددي كمك گرفت. روش يك چهارم تفاضلي روش عددي متداولي است كه با تعداد كم نقاط نمونه، مي توان به جواب دقيق دست يافت. با استفاده از روش dq ، معادلات ديفرانسيل حالت- فضا حل شده و در نهايت با اعمال شرايط عاري از تراكشن سطوح بالا و پايين، مي توان به فركانس هاي طبيعي دست يافت. در نهايت تاثير مستقيم و معكوس پيزوالكتريك، نسبت ضخامت لايه كامپوزيت به لايه پيزوالكتريك و نسبت شعاع مياني به ضخامت در رفتار ارتعاشي پوسته مورد بررسي قرار گرفته است

In this paper, the vibration characteristics of multi-layer shell that internal and external surfaces with a layer of piezoelectric sensor and actuator is investigated. The backrest shell laminated with simple analytical method to evaluate and the results were compared with results obtained by other researchers. The numerical solution methods (GDQ) for shells with piezoelectric layers and plain bearings, compared with analytical solution and then a variety of boundary conditions is studied. Using the equations of motion, the fundamental equations and relations Krnsh- displacement, State-space equations derived the equations using approximate separate layer, State-space equations with constant coefficients will become. These equations can be solved using natural frequencies in the backrest shell simple to obtain. If the abutments are not simple, solving equations differentials State-space analysis is not possible and should be used numerical methods. A fourth difference method numerical method common with the small number of sample points can be exact to achieve. By dq, State-space differential equations are solved and the non-traction conditions by applying high and low levels, can be found at the natural frequency. The direct and inverse piezoelectric effect, piezoelectric layer and composite layer thickness ratio of the radius of the middle of a thick crust on the vibrational behavior is studied.