بررسی رفتار دینامیکی و ارتعاشاتی حسگرها و عملگرهای هوشمند IPMC با هندسه مارپیچ

عملگرها و حسگرهای IPMC امروزه به یکی از مهمترین و پرکاربردترین گروه از مواد هوشمند تبدیل شده اند. وزن کم، انعطاف پذیری زیاد، ولتاژ مورد نیاز پایین و قابلیت عملکرد زیر سطح آب و در دماهای پایین از اصلی ترین دلایل جذابیت این دسته از مواد برای مهندسان و پژوهشگران می باشد. با بهره گیری از همین ویژگی ها، پژوهشگران علوم مهندسی به ساخت عملگرها و حسگرهایی با کاربردهای گوناگون در فناوری های نوین مانند مهندسی پزشکی، هوافضا و رباتیک پرداخته اند. اگرچه IPMC بیشتر به صورت تیر یکسر گیردار با حرکت نوسانی شناخته می شود اما می توان این مواد را در اشکال مختلف و یا به صورت سیستم هایی مرکب از چند IPMC ساخت تا با ایجاد حرکات مختلف بتوان از آنها در مکانیزم های مختلف استفاده نمود. هدف از انجام این پژوهش بررسی و تحلیل رفتار دینامیکی و ارتعاشاتی IPMC مارپیج می باشد. برای این منظور با استفاده از تئوری تیرهای فضایی و با کمک روش ماتریس انتقال، فرکانس های طبیعی مربوط به هندسه مورد نظر را به دست می آوریم. علاوه بر آن با مقایسه نتایج به دست آمده، به بررسی و طراحی بهینه یک IPMC مارپیچ مطابق با فرکانس کاری و ولتاژ اعمالی آن می پردازیم.

کلیدواژه ها:

مواد هوشمند ، IPMC ، فرکانس طبیعی ، حسگرها و عملگرهای مارپیچ