Skip to main content
SUPERVISOR
Hassan Nahvi,Mahmoud Kadkhodaei
حسن نحوی (استاد راهنما) محمود کدخدایی الیادرانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hojjatollah Rezaei Dolatabad
حجت اله رضائی دولت آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385
The ability of tuning the dynamic response of a structure, such as its performance in terms of noise and vibration control to be so that it fits the working conditions of the systems, is a challenging objective. Due to the limitations of practical conventional solutions and the impossibility of producing significant changes of the main structural features, innovative materials and design strategies have been introduced. Accordingly, looking for non-conventional materials, to satisfy control performance requirements, has been the main task during the past years. The application of fiber-reinforced laminated composite materials to various engineering structures, such as aircraft, marine and space structures, has increased significantly in recent years because of their inherent highly specific stiffness and strength. Shape memory alloys (SMA’s) are a type of smart materials with shape recovery effect. The unique ability of changing material properties andexcellent damping properties make SMA’s useful for vibration tuning of structures. The governing mechanism for the behavior of SMAs is the reversible transformation process between martensite and austenite. It can be initiated by a change in temperature and/or by a change in stress.In this study, the constitutive relations of SMA’s are combined with elastic properties of the beam to derive governing differential equations. The constitutive equations used for SMA’s are capable of predicting both stress induced and temperature induced martensite fractions for a better modeling of the SMA’s various behaviors. In this dissertation, the influence of embedding SMA wires in a fixed beam on the natural frequencies of the beam for different boundary conditions and in the presence of recovery stress generated by pre-strained wires is investigated. Also,the dynamic behavior of a rotating beam with embedded shape memory alloy wires is analyzed, and the efficacy of applying shape memory alloy wires in the middle is investigated.In this thesis, the non-linear vibration analysis of a beam with embedded SMA wires is performed to investigate the effect of these functional materials on the dynamic behavior of the beam. The wires are embedded in the neutral layer of the beam. Since a linear theory does not consider mid-plane stretching, the non-linear analysis should be employed to model some phenomena including damping effects that are diagnosed by other researchers. Bye the use of non-linear considerations, although there is no distinct damping term in the governing equation, the results show a decrease in the vibration amplitude. This decrease has been observed in the existing experimental findings; however, a linear analysis cannot predict it. This decrease is due to the phase transformation of the SMA wires in high temperatures that makes a hysteretic loop. Key Words Shape Memory Alloy, Beam, Vibration
توانایی تنظیم پاسخ دینامیکی سازه ها به گونه ای که کارایی آن طوری بهبود یابد که شرایط کاری مد نظر در سیستم ها را ارضا کند، به یکی از اهداف مهم مهندسین تبدیل شده است. به خاطر محدودیت راه حل های مرسوم و همچنین عدم امکان ایجاد تغییرات عمده در شکل ظاهری و هیئت سازه ها، مواد نو و استراتژی های جدید طراحی در این زمینه معرفی شده اند. لذا امروزه استفاده از مواد هوشمند برای کنترل ارتعاشات سیستم ها در حال گسترش است. در بین مواد هوشمند، آلیاژهای حافظه دار دارای خواص منحصر به فردی می باشند که استفاده از آن ها را در کنترل ارتعاشات توجیه پذیر می کند. آلیاژ حافظه دار به گروهی از مواد اطلاق می شود که وقتی تا دمای خاصی گرم شوند، توانایی زیادی در بازیابی کرنش های بالا را دارند. در حین بازیابی این کرنش ها اگر ماده مقید باشد، نیروی کششی زیادی در آن ایجاد می شود.همچنین این مواد دارای حلقه هیسترسیس بزرگی می باشند که می توان از این خاصیت برای کاربرد به عنوان المان استهلاکی سود برد. از دیگر خواص مهم این مواد، مدول متغیر با دما می باشد، به گونه ای که این اختلاف در مدول تا سه برابر نیز می رسد. از این مواد می توان به صورت سیم هایی در یک محیط میزبان مثل مواد کامپوزیتی استفاده کرد. در حالی که استفاده از مواد کامپوزیتی در کاربردهای مهندسی فراوانی همچون هواپیماها و سازه های فضایی و دریایی به سرعت در حال گسترش است، یکی از کاربردهای این مواد به صورت سیم استفاده از آن ها به صورت کاشته شده در تیرهای کامپوزیتی می باشد. لذا به منظور به کار گیری این مواد در کاربردهای ارتعاشی و مهندسی، باید رفتار سیستم هایی که شامل این مواد می شوند را پیش بینی نمود. در این رساله، اثرات قرار دادن این سیم ها در تار خنثی تیر ثابت (غیر چرخان) با شرایط مرزی مختلف و در حضور نیروهای بازیابی بررسی شده است. همچنین به تأثیر این مواد بر روی فرکانس طبیعی تیر نیز اشاره گردیده است. یکی از موارد مهمی که در مشاهدات تجربی دیده شده اثر استهلاکی این مواد در تیرهایی است که سیم آلیاژ حافظه دار در تار خنثی آن قرار دارد. از آنجایی که تئوری های خطی قادر به پیش بینی چنین پدیده ای نمی باشند، لذا در این رساله برای اولین بار این اثر با استفاده از تئوری ارتعاشات غیرخطی برای ارتعاش آزاد و اجباری تیر دوسر درگیر مدل گردیده است و در آن اثرات انبساط تارخنثی تیر نیز در نظر گرفته شده است. در این تحقیق به اثرات مختلفی که وجود تعداد متفاوت سیم ها بر روی پاسخ دینامیکی می گذارد پرداخته شده است. نتایج حاصل نشان از تأثیر مهم این مواد در پاسخ ارتعاشی تیرهای کامپوزیتی دارد. در جمع بندی نهایی نکاتی که هنگام استفاده از این مواد در کاربردهای ارتعاشی باید مد نظر داشت، آمده است. توجه به این نکات باعث استفاده بهینه از این آلیاژها در کاربردهای ارتعاشی می گردد. کلمات کلیدی آلیاژ حافظه دار، تیر، ارتعاشات

ارتقاء امنیت وب با وف بومی