این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مهندسی مکانیک مدرس، جلد ۱۹، شماره ۳، صفحات ۵۹۷-۶۰۸
عنوان فارسی بررسی تحلیلی ارتعاشات حسگر و عملگرهای پیزوالکتریک کم‌عمق کروی
چکیده فارسی مقاله در این مقاله حل دقیق ارتعاشات آزاد یک درپوش کروی نازک از جنس پیزوالکتریک با استفاده از تئوری پوسته‌های کم‌عمق ارایه شده است. درپوش کروی پیزوالکتریک در دو حالت رفتاری حسگر و عملگر مورد بررسی قرار گرفته است. ماده پیزوالکتریک در راستای ضخامت قطبی شده و با استفاده از روش جداسازی متغیرها و توابع پتانسیل جدید، سه معادله حرکت پوسته کم‌عمق نازک به همراه معادله ماکسول به‌صورت دقیق حل شده است. در ابتدا معادله حاکم بر جابه‌جایی عرضی پوسته به‌طور مجزا به دست آمده و پس از استخراج جابه‌جایی عرضی، دیگر مجهولات مساله اعم از جابه‌جایی‌های داخل صفحه‌ای و تابع پتانسیل الکتریکی نیز به دست می‌آیند. در ادامه با اعمال شرایط مرزی مختلف مکانیکی و الکتریکی، فرکانس‌های طبیعی برای پوسته کروی پیزوالکتریک در دو حالت حسگر و عملگر محاسبه شده است. برای اعتبارسنجی فرمول‌بندی حاضر و بررسی دقت فرکانس‌ها نتایج به‌دست‌آمده با تحلیل المان محدود مساله در نرم‌افزار آباکوس مقایسه و تایید شده است. همچنین تاثیر پارامترهای مختلف مانند نسبت شعاع داخلی به شعاع انحنای پوسته، نسبت ضخامت به شعاع داخلی پوسته و شرایط مرزی مختلف، روی فرکانس‌های طبیعی مورد بررسی قرار گرفته است . نتایج نشان می‌دهد که خاصیت پیزوالکتریکی باعث افزایش انرژی کرنشی سازه شده و در هر دو حالت حسگر و عملگر باعث افزایش مقدار فرکانس‌های طبیعی می‌شود. همچنین با تغییر شرایط از حالت عملگر به حالت حسگر، جسم یک افزایش را در مقادیر فرکانس‌های طبیعی تجربه می‌کند.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله ارتعاشات،درپوش کروی،پیزوالکتریک،حسگر و عملگر،حل تحلیلی،
عنوان انگلیسی Analytical Solution for Vibration Analysis of Piezoelectric Shallow Spherical Sensors and Actuators
چکیده انگلیسی مقاله In this article, an exact analytical approach is presented to analyze free vibration of a thin piezoelectric spherical shell, using thin shallow shell theory. The piezoelectric spherical shell is modeled as a sensor or an actuator. The piezoelectric material is polarized through the thickness of the shell. Using the separation of variables method as well as some new potential functions, the equations of motion and Maxwell’s equation are exactly solved, simultaneously. First, the equation of the transverse displacement of the shell is separately obtained and after extracting the transverse displacement, other unknowns such as the in-plane displacements and electrical potential function are obtained. Then, applying mechanical and electrical boundary conditions, the natural frequencies of the shell are obtained for the sensor and actuator cases. In order to validate the accuracy of the present method, the obtained results are compared to those obtained by a finite element analysis in ABAQUS software. Also, the effects of various parameters such as inner radius to radius of curvature of the shell ratio, thickness to inner radius ratio, and different boundary conditions on the natural frequencies are considered. Results show that piezoelectricity effect causes an increase in strain energy of the structure leading to increasing the natural frequencies for both sensor and actuator shells. Also, by changing the conditions from actuator state to sensor one, the structure experiences an increase in the natural frequencies.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله ارتعاشات,درپوش کروی,پیزوالکتریک,حسگر و عملگر,حل تحلیلی
نویسندگان مقاله پدرام دارابی |
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران

محمد فدایی |
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه صنعتی قم، قم، ایران

نشانی اینترنتی https://mme.modares.ac.ir/article_10605_bd583060185bd7570c88565b6a4c3788.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات