کنترل فعال ارتعاشات پوسته مخروطی مدرج تابعی چرخان از طریق وصله‌های پیزوالکتریک | ||
| مکانیک سازه ها و شاره ها | ||
| دوره 11، شماره 1، فروردین و اردیبهشت 1400، صفحه 13-29 اصل مقاله (1.57 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله مستقل | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22044/jsfm.2020.9885.3220 | ||
| نویسندگان | ||
| محمد جعفری نیاسر* 1؛ علی اصغر جعفری2؛ محسن ایرانی رهقی3؛ محمد جواد بابایی1 | ||
| 1کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران | ||
| 2استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران | ||
| 3استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه کاشان، کاشان | ||
| چکیده | ||
| در مقاله حاضر کنترل دامنه ارتعاشات اجباری یک پوسته مخروطی از جنس مواد مدرج تابعی در حالت چرخان با استفاده از وصله های پیزوالکتریک از جنس مواد مدرج تابعی تحلیل گردیده است. تعداد ۴ تکه پیزوالکتریک داخل پوسته و مشابه همین روی پوسته قرار گرفته اند. برای بدست آوردن دینامیک سیستم از روش انرژی و نظریه کلاسیک استفاده شده است. پاسخ ارتعاشات با شرایط مرزی دو سر ساده به صورت عبارتی با جدا سازی توابع مکان و زمان و همچنین ضرایب متغیر با زمان برای هر متغیر سیستم در نظر گرفته شده است. پس از آن با قرار دادن پاسخ های در نظر گرفته شده در توابع انرژی و در نهایت استفاده از معادله لاگرانژ، دینامیک حاکم بر سیستم حاصل می گردد. فرکانس های طبیعی پوسته غیرچرخان و چرخان با نتایج پژوهش های قبلی مقایسه شده است. همچنین برای کنترل ارتعاشات از پسخورد سرعت استفاده شده به گونه ای که ولتاژ سنسور که وابسته به سطح، ضخامت و محل قرار گیری هر سنسور است محاسبه شده و در ولتاژ عملگر از آن استفاده می شود. در ادامه، کنترل سیستم ابتدا در مود اول و سپس برای سیستم همگرا شده انجام می گیرد که در هر دو حالت حلقه کنترلی به خوبی دامنه ارتعاشاتی اجباری را مستهلک می کند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| پوسته مخروطی چرخان؛ پوسته مدرج تابعی؛ وصله های پیزوالکتریک؛ کنترل فعال ارتعاشات | ||
| مراجع | ||
|
[1] Lam KY, Hua L (1997) Vibration analysis of a rotating truncated circular conical shell. Int J Solids Struct 34: 2183-2197.
[2] Karroubi R, Irani-Rahaghi M (2019) Rotating sandwich cylindrical shells with an FGM core and two FGPM layers: free vibration analysis. Appl Math Mech-Engl 40: 563-578.
[3] Li FM, Song ZG, Chen ZB (2012) Active vibration control of conical shells using piezoelectric materials. J Vib Control 18: 2234-2256.
[4] Jafari AA, Khalili SMR, Tavakolian M (2014) Nonlinear vibration of functionally graded cylindrical shells embedded with a piezoelectric layer. Thin-Walled Struct 79: 8-15.
[5] Arefi M (2019) Third-order electro-elastic analysis of sandwich doubly curved piezoelectric micro shells. Mech based des Struc 1-30.
[6] Song ZG, Zhang LW, Liew KM (2016) Active vibration control of CNT-reinforced composite cylindrical shells via piezoelectric patches. Compos Struct 158: 92-100.
[7] Wang J, Cao Y, Lin G (2016) Vibration analysis of high-speed rotating conical shell with arbitrary boundary conditions. Proc Meet Acoust 29: 065001
[8] Moghaddam SMF, Ahmadi H (2020) Active vibration control of truncated conical shell under harmonic excitation using piezoelectric actuator. Thin-Walled Struct 151: 106642.
[9] Li H, Lam KY, Ng TY (2005) Rotating shell dynamics. Elsevier.
[10] جعفری نیاسر م، جعفری ع ع، ایرانی رهقی م (1398) بررسی تاثیر وصله‌های پیزوالکتریک بر روی فرکانس ارتعاشات روتور پوسته‌ی مخروطی ساخته شده از مواد مدرج تابعی. کنفرانس بین المللی آکوستیک و ارتعاشات. [11] عطاریان م، جعفری ع ع (1389) بررسی ارتعاشات آزاد مخزن استوانه‌ای حاوی سیال با پوسته .FGM پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی. [12] Arefi M (2015) The effect of different functionalities of FGM and FGPM layers on free vibration analysis of the FG circular plates integrated with piezoelectric layers. Smart Struct Syst 15:1345-1362.
[13] Arefi M, Karroubi R, Irani-Rahaghi M (2016) Free vibration analysis of functionally graded laminated sandwich cylindrical shells integrated with piezoelectric layer. Appl Math Mech-Engl 37: 821-834.
[14] Sun S, Liu L, Cao D (2018) Nonlinear travelling wave vibrations of a rotating thin cylindrical shell. J Sound Vib 431: 122-136.
[15] Han Q, Chu F (2014) Parametric resonance of truncated conical shells rotating at periodically varying angular speed. J Sound Vib 333: 2866-2884.
[16] Mehralian F, Beni YT (2018) Vibration analysis of size-dependent bimorph functionally graded piezoelectric cylindrical shell based on nonlocal strain gradient theory. J Braz Soc Mech Sci 40: 27. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,795 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,390 |
||