Effects of surface bonded piezoelectric on beam structures
Yüzeyine yapıştırılmış piezonun çubuk üzerindeki etkileri
- Tez No: 126882
- Danışmanlar: PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: ANSYS, Piezoelektrik, Sonlu elemanlar, ANSYS, Piezoelectric, Finite elements
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Bu çalışmada, yüzeyine piezoelektrik malzeme yapıştırılmış bir çubuk analitik ve nümerik olarak incelenmiş ve piezoelektrik kullanımı olarak bir robot eli modeli oluşturulmuştur. Bu çalışma yapılarda şekil kontrolünün sağlanması ve dinamik davranışlarının anlaşılması açısından önemlidir. Piezoelektrik malzemeler yüksek elastisite modülleri sayesinde ana yapının katılık ve kütle matrisine ihmal edilebilir bir düzeyde artışta bulunduğundan, ana yapı üzerinde çok sayıda kullanılıp titreşim ve şekil kontrolünün sağlanması işlevini görürler. Çalışmanın ikinci bölümünde akıllı yapılar, uyarıcı malzemeler, smart kompozit yapılar, uyarıcı malzemelerin kıyaslanması gibi konularda bilgiler verilmiştir. Her iki yüzeyine simetrik olarak piezoelektrik malzeme yapıştırılmış sonlu bir katılığa sahip yapıştırma katmanı varsayılan çubuğun statik model oluşturulmuş ve kayma gerilmelerin piezoelektrik malzemeden ana yapıya nasıl iletildiği incelenmiştir. Moment-eğrilik denklemi kullanılarak, çökme ifadesini moment ifadesine bağlayan diferansiyel denklem elde edilmiştir. Sınır ve süreklilik şartlarının bu denklemle uyumlu olması gerektiği tartışılmıştır. Analitik ifadelerden elde edilen sonuçlar bileşik alan analizi yapabilmemizi mümkün kılan bir sonlu eleman yazılımı ANSYS ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmış sonuçların yakınsama durumu piezoelektrik malzemenin uç kısımları ve orta noktası için incelenmiştir. SOLID45 elemanlar çubuğu ve yapıştırma katmanını, SOLID5 elemelar ise bileşik alan analiz yeteneği ile piezoelektrik malzemenin modellenmesinde kullanılmıştır. Piezoelektrik uyarıcı ile eğilmeye zorlanan bir çubuk için piezoelektrik malzemenin uç kısımlarından uzaklaşıldıkca analitik sonuçlar ile sonlu eleman metodu sonuçlan arasında iyi bir uyum olduğu görülmüştür. vııı
Özet (Çeviri)
SUMMARY In this thesis a beam with surface-bonded piezoelectric actuators is studied analytically and numerically. Then, a robot hand is modeled by the use of beams. The study is important for understanding concept of shape control and dynamic behavior of structures. Because of high modulus and small size of piezoelectric materials, they can be joined together in highly distributed actuator network with a minimal effect on the passive structural properties of the structures. Smart structures, actuation techniques, effects of composite materials and comparing of available smart materials are studied in Chapter 2. The next chapter is devoted to presentation of the static interaction between a beam and segmented piezoelectric actuators which were symmetrically bonded to the top and bottom surfaces of the beam. This model accounts for a finite thickness adhesive bonding layer between the actuators and the beam. Starting with the moment-curvature equation, a differential equation that relates the deflection to the bending moment is developed in Chapter 3. Then we discuss the boundary conditions and continuity conditions that must accompany this differential equation. In this thesis, we aim to compare the analytical results with the numerical values obtained from a three dimensional finite element analysis using ANSYS software. SOLID45 elements are used to model the beam and adhesive layer. SOLID5 with coupled field analysis capability are used to model the piezoelectric layers. It is observed that analytical results on surface strain of the beam far away from the edges of the piezoactuator for the case of bending actuation are in good agreement with the finite element results which are obtained by using ANSYS. vii MWUHANTASYON
Benzer Tezler
- Piezoelectric ceramics and their applications in smart aerospace structures
Piezoelektrik seramikler ve akıllı uzay yapılarındaki uygulamaları
TARKAN ÇALIŞKAN
Doktora
İngilizce
2002
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAVUZ YAMAN
- Yapıştırıcıların genel özellikleri ve çekme gerilmesine maruz yapışma birleşmesinin analitik ve nümerik olarak incelenmesi
Başlık çevirisi yok
LEVENT KODAKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TEMEL KATİL
- Ti-6Al-4V alaşımı ile farklı tip paslanmaz çeliklerin difüzyon kaynağı
Diffusion bonding of different kind of stainless steels to Ti-6Al-4V alloy
BÜLENT KURT
Doktora
Türkçe
2005
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURİ ORHAN
- Adesiv körülerde kullanılan metallerde farklı yüzey pürüzlendirme işlemlerinin tutuculuğa olan etkilerinin incelenmesi
Evaluation of effects of different surface treatment on retention in different alloys used for adhesive bridges
SAİP DENİZOĞLU
Doktora
Türkçe
1999
Diş HekimliğiAtatürk ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFÜ İHSAN ALADAĞ