تحلیل دینامیکی و ارتعاشی تیر تیموشینکو کامپوزیتی با لایههای پیزوالکتریک

تیرها از هندسه­های اساسی در مهندسی هستند و بسیاری از مسائل مهندسی به صورت تیر ساده­سازی می­شود. در این مقاله تحلیل دینامیکی و ارتعاشاتی تیر تیموشینکو ساخته­شده از لایه­های گرافیت اپوکسی به همراه دو لایه­ پیزوالکتریک در دو طرف آن پرداخته شده است. استخراج معادلات حرکت بر پایه تئوری مرتبه اول برشی تیرها و استفاده از اصل همیلتون انجام شده است. معادلات حرکت که به­صورت مشتق­های جزئی به دست می آیند، ابتدا به معادلات معمولی کوپل مرتبه اول تبدیل و سپس به روش رانگ کوتای مرتبه­ چهارم حل شده­اند. در نهایت تاثیر پارامترهای پیزوالکتریک در پاسخ ارتعاشاتی و دینامیکی تیر بررسی شده است. نتایج نشان می­دهند که با افزایش طول تیر فرکانس طبیعی آن کاهش پیدا می کند. در میان پارامترهای پیزو الکتریک پارامتر C۱۱ تاثیر کمتری نسبت به ضریب موثر عرضی e۳۱ در پاسخ فرکانسی دارد. هرچه نسبت طول به ضخامت تیر کمتر باشد تاثیر C۱۱ روی فرکانس طبیعی بیشتر خواهد بود. تاثیر سایر پارامترهای پیزو الکتریک نیز نسبت به این دو پارامتر در پاسخ فرکانسی ناچیز ارزیابی شده است.

کلیدواژه ها:

Vibratiions ، Timoshenko Beam ، Piezoelectric ، Runge–Kutta ، ارتعاشات ، تیر تیموشنکو ، پیزو الکتریک ، رانگ کوتا