خیز و ارتعاشات آزاد پنل ساندویچی با هسته لانه زنبوری بر بستر الاستیک وینکلر

Subject Areas : Journal of Simulation and Analysis of Novel Technologies in Mechanical Engineering

یونس یوسفی ¹ , حسین وحدانی فر ² , رضا شیرانی ³ , محمد دهقانی ⁴

1 - مربی، مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد امیدیه، خوزستان، ایران.
2 - دانشجوی کارشتاسی ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، خوزستان، ایران.
3 - دانشجوی کارشتاسی ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه شهید چمران اهواز، خوزستان، ایران.
4 - دانشجوی دکتری، دانشکده مکانیک، دانشگاه یزد، یزد، ایران

Received: 2016-12-07 Accepted : 2017-02-06 Published : 2638-04-21

Keywords: ارتعاشات, ساندویچ پنل, کوادراتور دیفرانسیلی, لانه زنبوری,

Abstract :

. در این مقاله به بررسی خیز و ارتعاشات آزاد پنل ساندویچی پرداخته‌شده است. هسته ساندویچ پنل از نوع لانه‌زنبوری شش‌وجهی و رویه‌های آن از دو ماده متفاوت Carbon fiber reinforced plastic و K-aryl/epoxy در نظر گرفته‌شده است. معادلات حاکم بر پایه تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول استخراج گردیده و برای حل معادلات از روش عددی دیفرانسیل مربعات تعمیم‌یافته استفاده‌شده است. جهت اعتباربخشی به روش دیفرانسیل مربعات به‌کاررفته در این مقاله از روش کلاسیک با حل گالرکین ارائه‌شده در مراجع استفاده‌شده و نشان داده‌شده که روش دیفرانسیل مربعات تعمیم‌یافته به کار گرفته‌شده دارای نتایج خوب با درصد خطای نسبی پایین نسبت به مقاله مرجع یادشده است. تغییر شکل ایجادشده در پنل ساندویچی به ازای دو نوع بارگذاری متفاوت موردبررسی قرارگرفته است. درنهایت فرکانس‌های طبیعی برای چهار مد اول برای دو ماده متفاوت رویه‌ها به دست آورده شده و تأثیر نسبت‌های متفاوت طول به ضخامت هسته و نسبت ضخامت رویه‌ها به ضخامت هسته لانه‌زنبوری بر مقدار فرکانس طبیعی بررسی‌شده است. همچنین تأثیر ضریب سختی فونداسیون برخیز ایجادشده و فرکانس طبیعی، ارائه گردیده است.

References:

[1] Kim H. Kim J.H. Kim J. A review of piezoelectric energy harvesting based on vibration, International Journal       of Precision Engineering and Manufacturing, Vol.12, 2011, pp.1129-1141.

 

[2] Zamanian M. Rezaei H. Hadilu M, A comprehensive analysis on the discretization method of the equation of motion in piezoelectrically actuated micro beams, Smart Structures and Systems, Vol. 16, 2015, pp.891- 918,

 

[3] Ke L.L, Wang Y.S, Thermoelectric-mechanical vibration of piezoelectric Nano beams based on the nonlocal theory, Smart Materials and Structures,Vol. 21, 2012,

 

[4] Zhang Y. Cai S.CS. Deng L. Piezoelectric-based energy harvesting in bridge systems, Intelligent Material Systems and Structures, Vol. 25, 2014, pp.1414-1428.

 

[5] Dai X.Z. Wen Y.M, Li P, Yang J, Gao G.Y, Modeling, characterization and fabrication of vibration energy harvester using Terfenol-D/PZT/Terfenol-D composite transducer, Sensors and Actuators, Sensors and Actuators A: Physical volume 156, 2009, pp.350-358

 

[6] Eggborn T. Analytical models to predict power harvesting with piezoelectric materials, Dissertação de Mestrado - Virginia Polytechnic Institute and State University, 2003

 

[7] Erturk A. and Inman D.J. A distributed parameter electromechanical model for cantilevered piezoelectric energy harvesters, Journal of Vibration and Acoustics, volume130 2008, page 041002.

 

[8] Fakhzan M.N, Muthalif Asan G.A, Harvesting vibration energy using piezoelectric material: Modeling, simulation and experimental verifications, Mechatronics, volume 23, 2013, pp 61-6

 

 

[9] Ottman G.K, Hofmann H.F, Bhatt A.C, Lesieutre G.A, Adaptive piezoelectric energy harvesting circuit for wireless remote power supply, IEEE Transactions on Power Electronics volume 17,2002, pages 669 to 676.

 

[10] Azizi S, Ghazavi M. R, Rezazadeh G. Ahmadian I, Cetinkaya C, Tuning the primary resonances of a micro resonator using piezoelectric actuation, Nonlinear Dynamics,Vol. 76, 2014, pp. 839-852,

 

 [11]Erturk A, Inman DJ. An experimentallyvalidated bimorph cantilever model for piezoelectric energy harvesting from base excitations. Smart Mater Struct 2009;18:025009