مهندسی مکانیک – طراحی کاربردی
عنوان :
استفاده از مواد هوشمند در سازه های چند لایه
برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی شود
تکه هایی از متن به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

چکیده :
 در این سمینار مقدمه ای بر ماده پیزوالکتریک و ساختار کریستالی آنها توضیح داده شده است. تئوری لایه
بندی پیزوالکتریک که قادر به تحلیل و مدل نمودن الکترومکانیکال(Actuator) پیزوالکتریک میباشد. روابط
تبدیل لایه ها که جزء خواص ذاتی لایه های پیزوالکتریک به حساب می آید و همچنین معادلات بنیادین
تک لایه ها در سازه و روابط حاکم بر سازه های چند لایه ارائه گردیده است. آنالیز محاسباتی و عملی
المانهای Actuator پیزوالکتریک در سازه چه در حالت محصور و چه در حالت گیر دار انجام گرفته است. سه
نمونه از تیرهای پیزوالکتریک یک سرگیردار به همراه

Actuator مورد قیاس و بررسی قرار گرفته است. سازه
های پیزوپلیمر بر اساس تئوری تک لایه کامپوزیتی ارائه گردیده و یک سازه چند لایه با لایه های غیر موازی
تحت میدان الکتریکی مورد تحلیل قرار گرفته است که دچار خمش و پیچش همزمان گردیده است.

مقدمه :
بیش از صد سال از کشف پدیده پیزوالکتریک توسط برادران Curie در سال 1880 می گذرد. امروزه صدها
نوع از مواد فروالکتریک(Ferroelectric) در صنایع مختلف به عنوان مواد هوشمند استفاده میگردد. استفاده از
این مواد زمانی کاربرد خود را نشان داد که نیاز به دو خصوصیت صلبیت و تغییر شکل الاستیک، به خصوص
در صنایع نیازمند به دقت بالامورد توجه قرار گرفت.
 هنگامی که ماده ای پیزو الکتریک مثل PZT تحت کرنش مکانیکی قرار میگیرد، به صورت الکتریکی
قطب دار میشود، که میزان قطبیت آن بستگی به کرنش وارده دارد(مثل یک سنسور ویا حتی ژنراتور و )
بالعکس، ماده پیزوالکتریک تغییر شکل میدهد هنگامی که تحت اثر میدان الکتریکی قرار میگیرد.

فصل اول
کلیات :
 اثر پیزوالکتریک مربوط به ساختار کریستالی مواد است. کریستالی که از خود خاصیت پیزوالکتریک نشان
میدهد، ساختارش باید فاقد مرکز تقارن باشد. هر تنشی اعم از کششی یا فشاری که به ساختار چنین
کریستالی وارد گردد، باعث تغییر حالت تعادل بین بارهای مثبت و منفی در هر سلول پایه از کریستال گردیده
و این پدیده باعث ایجاد قطب در روی سطح شبکه میگردد. این پدیده به صورت تجربی خطی است و نتیجتا”
میزان قطبیت مستقیما” به مقدار تنش وارده بستگی دارد، که به طبع اگر تنش وارده کششی و یا فشاری
باشد، میدان الکتریکی مثبت یا منفی ایجاد خواهد گردید. عکس این مطلب نیز صحیح بوده و اگر کریستال
تحت اثر میدان الکتریکی مثبت یا منفی قرار گیرد، دچار کرنش الاستیک مثبت و یا منفی خواهد گردید و
طول ماده پیزوالکتریک کوتاهتر و یا بلندتر خواهد گردید .
 از مهمترین انواع این نوع کریستال مذکور و و مواد پیزوالکتریک، پیزوالکتریکهای سرامیکی هستند که