مدل سازی المان محدود تیر کامپوزیت لایه لایه تطبیقی هوشمند

در این مقاله، فرمول نویسی الکترومکانیکی المان محدود یک تیر کامپوزیت لایه لایه تطبیقی هوشمند ارایه شده است. مدل تیر مرکب هوشمند ارایه شده بر اساس فرضیات الکترومکانیک و الکتروسینماتیک خطی است. مدل تیوری یک تیر کامپوزیت پیزوالکتریک (Piezoelectric) سه لایه است که به صورت یک مکانیزم به کاراندازنده محوری عمل می کند. مصالح الاستیک لایه هسته ایزوتروپیک (Isotropic) بوده اما مواد پیزوالکتریک لایه های بیرونی اورتوتروپیک می باشند. دقت مدل های تحلیلی و عددی با بررسی شبیه سازی دو اصل بقای انرژی مکانیکی و الکتریکی در یک برنامه عناصر محدود و همچنین مقایسه نتایج آن با مدل عددی ANSYS نشان داده شده است. در شبیه سازی عددی در مدل المان محدود، سه مش بندی 10، 50 و 100 المانی ایجاد شده است. شبیه سازی پارامتری شامل سه مجموعه بارگذاری استاتیکی مکانیکی، الکتریکی و الکترومکانیکی می باشد. با مقایسه نتایج مدل سازی ها در برنامه المان محدود نوشته شده و ANSYS و صحت سنجی اصل بقای انرژی الکترومکانیکی در آن ها می توان نتیجه گرفت که مدل المان محدود ارایه شده از کارآمدی و دقت خوبی برخوردار است.