عنوان

تحلیل ورق‌های پیزوالکتریک هدفمند با در نظر گرفتن غیر خطی‌های هندسی با استفاده از روش‌های بدون المان

کد کشور

IR

شماره

۴۱۱۰پ

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

فارسی

کشور محل نشر

IR

عنوان اصلي

تحلیل ورق‌های پیزوالکتریک هدفمند با در نظر گرفتن غیر خطی‌های هندسی با استفاده از روش‌های بدون المان

نام عام مواد

[پایان‌نامه]

عنوان اصلي به زبان ديگر

Analysis of Functionally Graded Piezoelectric Plates Considering Geometrically Nonlinear Using Mesh-free Methods

نام نخستين پديدآور

/حسین نورمحمدی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: مهندسی مکانیک

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ۱۳۹۹

نام خاص و کميت اثر

۱۵۶ص.

ساير جزييات

:

متن يادداشت

زبان: فارسی

متن يادداشت

زبان چکیده: فارسی

متن يادداشت

چاپی - الکترونیکی

متن يادداشت

مصور، جدول، نمودار

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

مهندسی مکانیک- طراحی کاربردی- جامدات

زمان اعطا مدرک

۱۳۹۹/۰۶/۰۱

کسي که مدرک را اعطا کرده

صنعتی سهند

متن يادداشت

در این پژوهش تحلیل ورق‌های پیزوالکتریک با در نظر گرفتن غیر خطی‌های هندسی با استفاده از روش‌های بدون المان مورد بررسی قرارگرفته است .بدین منظور از دو رویکرد برای تحلیل ورق‌های پیزوالکتریک استفاده شده است .رویکرد اول بر پایه مدل سینماتیکی ورق( تک لایه معادل و لایروایز) می‌باشد و رویکرد دوم بر پایه روش بدون المان(RPIM ، iRPIMو EFG) بکار گرفته شده می‌باشد .در ابتدا با استفاده از روش تک لایه معادل مرتبه اول برشی (FSDT) ورق‌های پیزوالکتریک هدفمند با نسبت ضخامت بالا( ورق نازک) مورد بررسی قرارگرفته است .سپس با استفاده از تئوری‌های لایروایز ورق‌های پیزوالکتریک با نسبت‌های ضخامت پایین( ورق ضخیم) تحت بارگذاری مکانیکی و الکتریکی مورد تحلیل قرار گرفته‌اند .از تئوری‌های لایروایز فریرا و زیگزاگ برای تحلیل ورق‌های ضخیم استفاده شده است و پاسخ‌های این دو روش باهم مقایسه شده است .در این پایان‌نامه تئوری‌های لایروایز فریرا و زیگزاگ برای تحلیل غیر خطی توسعه داده شده‌اند .همچنین این تئوری‌های لایروایز برای تحلیل ورق‌های هدفمند پیزوالکتریک نیز توسعه داده شده‌اند .برای این کار تئوری‌های لایروایز و فرم تغییراتی معادلات حاکم با در نظر گرفتن کرنش‌های ون کارمن با هم ترکیب و با استفاده از روش بدون المان، ماتریس غیر خطی آن‌ها استخراج شده‌اند .برای تقریب میدان الکتریکی نیز از فرمول‌بندی تئوری لایروایز استفاده شده است .به صورتی که تغییرات ولتاژ در هر لایه از ورق به‌صورت خطی در نظر گرفته شده است .نتایج این بخش‌ها با استفاده از روش بدون المان RPIM انجام شده است .با توجه به نتایج مشاهده شد که روش لایروایز فرریرا نتایج مورد قبولی دارد، اما این روش دارای زمان حل بسیار بالا می‌باشد، همچنین این روش قادر نیست تنش‌های برشی عرضی را به‌صورت پیوسته در راستای ضخامت محاسبه کند .روش لایروایز زیگزاگ نتایج قابل قبولی در مقایسه با حل دقیق داشت‌؛ بنابراین برای مقایسه عملکرد روش‌های بدون المان از تئوری زیگزاگ استفاده شده است .در بخش نهایی به مقایسه عملکرد روش‌های بدون المان پرداخته‌شده است .در این بخش عملکرد روش‌های بدون المانEFG ، RPIMو iRPIM با توجه به پارامترهای مختلف موردبررسی قرارگرفته است .پارامترهای موردنظر شامل نرخ همگرایی، هزینه محاسباتی، تعداد پایه‌های چند جمله‌ای، تعداد نقاط انتگرال‌گیری، اندازه دامنه پشتیبان و پارامترهای شکل روش RPIM می‌باشند .در مقایسه عملکرد مشخص شد که استفاده از تعداد پایه‌های چند جمله‌ای بالا باعث کاهش تأثیر سایر پارامترها( اندازه دامنه پشتیبان، تعداد نقاط انتگرال‌گیری و پارامترهای شکل روش RPIM) بر روی نتایج نهایی روش‌های بدون المان می‌شود .به‌عبارت‌دیگر انتخاب پایه چند جمله‌ای با مرتبه بالا، بیشتر مشکلات روش‌های بدون المان را حل می‌کند .این انتخاب هزینه محاسباتی چندانی نیز ندارد، بنابراین یکی از مزیت‌های بسیار بزرگ روش‌های بدون المان می‌باشد .هزینه محاسباتی روش EFG کمتر از RPIM و iRPIM می‌باشد؛ اما این مسئله صرفا در تحلیل ورق با استفاده از روش FSDT صادق است .در روش زیگزاگ به سبب وجود مشتق دوم تابع شکل در محاسبات، روش EFG زمان بیشتری را نسبت به روش RPIM صرف محاسبات توابع شکل می‌کند و درنهایت هزینه محاسباتی روش EFG بیشتر از روش RPIM می‌شود .افزایش تعداد نقاط انتگرال‌گیری نیز تأثیر بسزایی بر روی نرخ همگرایی و دقت پاسخ نداشت و در عوض هزینه محاسباتی را به شدت بالا برد .این نتایج به‌صورت نمودارها و جداول در بخش‌های مختلف این پایان‌نامه به‌صورت مفصل مورد بررسی قرارگرفته است.

متن يادداشت

In this thesis, geometrically nonlinear analysis of the piezoelectric plate using meshfree methods was investigated. For this purpose the piezoelectric plate analyzed in two different approaches. First approach was based on kinematic models of the plate (equivalent single layer theory and Layerwise theory) and the second was based on type of Meshfree method (RPI, iRPI and EFG). At first by using equivalent single layer theory (FSDT) the FGPM plate with high thickness ratio (thin plate) was investigated. Then by using Layerwise theories, the piezoelectric plate with low thickness ratio (thick plate) under mechanical and electrical loading was analyzed. In this study, Ferreira Layerwise theory and Zig Zag theory were used to analysis of the thick plates and the results of these two methods are compared.The Ferreira Layerwise theory and Zig Zag theory have been developed for nonlinear analysis of composite plates. Also these theories developed for analysis of FGPM plates. By combining Layerwise and variational form of equations and considering Von Karman strains, the nonlinear matrix has been obtained.The Layerwise formulation is used to approximate electrical field, in which the voltage varies linearly though the each layer of the plate. The result of this section is used by RPI method. According to the results, it was observed that the Ferreira Layewise method has acceptable results, but this method has a very high run time, also Ferreira Layewise cannot predict transverse stress smoothly through the thickness.The Zig Zag method had good results compared to the exact solution.Therefore, the zigzag theory has been used to compare the performance of the Meshfree methods.In the final section, the performance of Meshfree methods (EFG, RPI, iRPI) has been compared. The performance of Meshfree methods (EFG, RPI, iRPI) according to different parameters has been investigated. The investigated parameters were included convergence rate, computational time, number of polynomial bases, number of integration points, support domain size and RPI methods shape parameters. From the results it was observed that using high order polynomial terms decrease the effect of other parameters (number of integration points, support domain size and RPI methods shape parameters) on the finale responses of Meshfree methods (EFG, RPI, iRPI). In other word, by choosing high order polynomial bases it can be solve many of these Meshfree methods problems. Also by choosing high order polynomial basis the computational cost does not increase so much. So this is the one of biggest advantage of Meshfree methods. The computational cost of EFG method is lower than others, but it is true just in the FSDT cases. Because of Second order derivativeterms in the Zig Zag theorys final equations, EFG method needs more time than RPIM to calculate second order derivative of shape functions, therefore the EFG method has more computational cost. Increasing the number of integration points did not have a significant effect on the convergence rate and response accuracy but it drastically increased the computational cost.These results have been studied in detail in the form of diagrams and tables in different sections of this thesis.

خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه

ba

عنوان اصلي به زبان ديگر

Analysis of Functionally Graded Piezoelectric Plates Considering Geometrically Nonlinear Using Mesh-free Methods

موضوع مستند نشده

روش‌های بدون المان

موضوع مستند نشده

ورق پیزوالکتریک

موضوع مستند نشده

ورق هدفمند

موضوع مستند نشده

تحلیل غیر خطی

موضوع مستند نشده

تئوری لایروایز

اصطلاح موضوعی

Meshfree Methods, Piezoelectric Plates, FGM Plates, Nonlinear Analysis, Layerwise Theory

اصطلاح موضوعی

روش‌های بدون المان، ورق پیزوالکتریک، ورق هدفمند، تحلیل غیر خطی، تئوری لایروایز

مستند نام اشخاص تاييد نشده

نورمحمدی، حسین

مستند نام اشخاص تاييد نشده

بهجت، بشیر، استاد راهنما

کشور

ایران

تاريخ عمليات

20230812

شماره بازیابی

مکانیک ،۸۰۴۶۷ ،۱۳۹۹

نام ميزبان

ن‌املا ن‌ودب‍ ی‌اهش‌ور زا ه‌دافتسا اب‍ ی‌سدنه‍ ی‌اهی‌طخ‍ ریغ‍ ن‌تفرگ‍ رظن‍ رد اب‍ دنمفده‍ ک‌یرتکلاوزیپ‍ ی‌اهق‌رو ل‌یلحت‍.pdf

شماره دسترسي

عادی

اطلاعات مختصر

عادی

تاريخ و ساعت مذاکره و دسترسي

41101.pdf

تاريخ و ساعت مذاکره و دسترسي

p80467.pdf

بيت در ثانيه

0

ارتباط براي تسهيلات دسترسي

ایمانی

نوع فرمت الکترونيکي

متن

اندازه فايل

0

شماره کنترل رکورد

پ۴۱۱۰

يادداشت عمومي

فارسی

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی

فرمت انتشار

pe

نوع ماده

TF

کد کاربرگه

92029

پیشوند ISBD اعمال شده است

1

سطح دسترسي

a

تكميل شده

Y