سازه های کامپوزیتی

در چند دهه گذشته شاهد پیشرفت های چشمگیری در استفاده از مواد کامپوزیتی در ساخت سازه بوده ایم. شکی نیست که در زمینه مهندسی، کامپوزیت ها مفاهیم طراحی سنتی را متحول کرده اند و طیف بی نظیری از امکانات جدید و هیجان انگیز را به عنوان مواد قابل دوام برای ساخت و ساز به وجود آورده اند.

کامپوزیت Structures، یک مجله بین المللی، دانش را بین کاربران، سازندگان، طراحان و محققان درگیر در سازه ها یا اجزای سازه ای تولید شده با استفاده از مواد کامپوزیتی منتشر می کند. بر اساس این مقالات با طراحی، مطالعات تحقیق و توسعه، تحقیقات تجربی، تجزیه و تحلیل نظری و تکنیک‌های ساخت مرتبط با کاربرد کامپوزیت‌ها در اجزای باربر برای مجموعه‌ها، از اجزای فردی مانند صفحات و پوسته‌ها تا سازه‌های کامپوزیت کامل، سروکار دارند.

سازه های کامپوزیتی، به دلیل دارا بودن نسبت استحکام به وزن بالا، ساختارهایی کاربردی در صنایع مختلف هستند. از این میان، سازه های ساندویچی دارای کاربرد گسترده ای به خصوص در صنایع هوافضا می باشند.

در طراحی این سازه ها تعدیل نیروهای خارجی و ارتعاشات ناخواسته به سبب ایجاد ارتعاشات و ناپایداری در سیستم اهمیت بسیاری دارد. فلاتر به عنوان یک ارتعاش ناخواسته،پدیدهای آیروالاستیکی بوده که حاصل از ادغام مودهای مشخص سازهای تحت اثر نیروی فشار آیرودینامیکی عمل کننده بر روی پنل می باشد.

بالاتر از سرعت فلاتر، سیستم آیروالاستیک از جریان هوای آزاد انرژی دریافت کرده و پاسخ با میرایی منفی ایجاد می- شود. اگر سرعت جریان سریعاً کاهش پیدا نکند، نوسانات افزایش پیدا کرده و نهایتاً منجر به ناپایداری آیروالاستیکی و خرابی فاجعه آمیز سازه خواهد شد.

به دلیل اهمیت موضوع، تحقیقات تحلیلی و آزمایشگاهی بسیاری بر روی پدیده فلاتر انجام گردید.

پس از آن، تحقیقات تحلیلی و آزمایشگاهی بسیاری بر روی موضوع فلاتر پنل انجام گردید. بیسپلینگهوف و اشلی و دوگونجیو داول به صورت گستردهای، فلاتر پنل الاستیک خطی و غیر خطی را مورد بررسی قرار داده اند.

تئوری پیستون در سازه های کامپوزیتی

اشلی تئوری آیرودینامیکی مناسبی را برای جریان مافوق صوت با عدد ماخ بالا را با نام تئوری پیستون مرتبه اول شبه پایا ارائه کرد، که ارتباط مناسبی بین فشار  آیرودینامیکی بر روی سازه با مولفه عمودی سرعت، در هر نقطه مورد بررسی را برقرار می ساخت.

بعد از شناخت پدیده فلاتر حال می بایست به نحوی آن را کنترل کرد.

برای تعدیل یا از بین ارتعاشات حاصله، دو روش کنترل فعال و غیرفعال، موجود است. در کنترل غیر فعال، خصوصیات مادهای سازه از قبیل میرایی و سختی، برای تغییر پاسخ سیستم، تغییر پیدا می کند.

ویژگی سازه های کامپوزیتی چیست؟

اما خصوصیات مواد چنین سازه هایی، در طراحی آنها و فاز ساختاری آنها، از قبل تعیین می شود، که وفق دادن آنها در برابر تغییرات محیطی پیش بینی نشده، مشکل خواهد بود. به منظور غلبه بر این مشکلات، مواد هوشمند مانند مواد پیزوالکتریک یا سیالات الکترو و یا مگنتورئولوژیکال در سازه های کلاسیک، به منظور وفق یافتن با محیط، تعبیه شده است.

از مواد پیزوالکتریک برای کنترل فلاتر پنل از طریق مدل های کنترل فعال و غیر فعال استفاده شده است. و قابلیت استفاده از عملگرهای پیزوالکتریک، برای کنترل فلاتر خطی پنل با استفاده از روش ریلی ریتز را مورد مطالعه قرار داد.

این مطالعه را برای مسئله فلاتر غیرخطی پنل توسعه داده شد و برنامه ای عددی با استفاده از روش المان محدود برای کنترل فلاتر غیر خطی پنل، توسط آنها ارائه شد.

کنترل فعال مربوط به فلاتر خطی پنل را با استفاده از کنترلر با بازخورد با نرخ مستقیم، مورد تحقیق قرار داد. بر خلاف این روش، استفاده از کنترل غیرفعال را جهت فرو نشاندن فلاتر خطی پنل با استفاده از پیزوالکتریک های تک های مورد بررسی قرار داد.

مروری بر مواد هوشمند، به منظور کنترل نیروهای آیروالاستیکی در سازه های هوافضایی انجام داده است. تحقیقات اولیه در زمینه استفاده از مواد رئولوژیکال در مسائل ارتعاشات انجام گردید. اگرچه تعدادی از – سازه، توسط کولتر و همکارانش در زمینه ارتعاشات سازه های حاوی سیالات و الاستومرهای در مگنتورئولوژیکال مورد بررسی قرار گرفتند،

زمینه فلاتر این نوع از سازه ها انجام گرفته است، هدف از این تحقیق بررسی اثر فونداسیون در کنترل فلاتر این نوع سازه ها در میدان های مغناطیسی متفاوت است.

کامپوزیتی /کامپوزیتی /کامپوزیتی /کامپوزیتی /کامپوزیتی /کامپوزیتی /کامپوزیتی