یک مدل اجزاء محدود غیر خطی برای محرکها و تیرهای کامپوزیتی هوشمند شده با لایه های آلیاژ حافظه دار

در این مقاله یک مدل اجزاء محدود جامع برای تحلیل پاسخ گذرا و ماندگار محرکها و تیرهای هوشمند با ساختار کامپوزیتی متشکل از المنت های آلیاژ حافظه دار1 (SMA) تعبیه شده در یک ماده ماتریس و دارای درجات آزادی و قابلیت تحرک در سه بعد، ارائه شده است. بدلیل وجود تنش های برشی و خیز نسبتا بزرگ در این سازه ها، مدلسازی بر اساس یک تئوری پیشرفته برای تیرها و با فرض میدان کرنش غیر خطی ون-کارمن انجام گرفته است. برای رفتار ترمومکانیکی SMA از یک معادله مشخصه با ضرائب متغیر، بهمراه معادلات سینتیک تبدیل فاز سینوسی استفاده بعمل آمده است. در این مقاله ابتدا فرم ضعیف معادلات تعادل و انرژی تعیین شده، و سپس بر اساس آن یک فرمولبندی اجزاء محدود غیر خطی برای این سازه های فعال استخراج گردیده است. این مدل اجزاء محدود قادر است محرکها و تیرهای کامپوزیتی SMA با هر شکل سطح مقطع را تحلیل نماید. البته این مدل محدود به حالاتی است که در تیر پیچش ایجاد نمی شود. در مرحله آخر، این مدل F.E. بر روی مثال خاصی از این سازه ها اعمال شده و بکمک یک برنامه کامپیوتری تحلیل و نتایج عددی حاصله در نمودارهایی ارائه گردیده است. این نتایج عددی موید صحت و توانایی این مدل اجزا محدود برای تحلیل پاسخ این نوع سازه های کامپوزیتی SMA می باشند.