امکان کنترل رفتار دینامیکی نانو ورق های کربنی درسازه ها در دانشگاه کاشان

۳۱ تیر ۱۳۹۴ | ۱۵:۵۱ کد : ۳۸۰۹ دستاوردهای دانشگاه ها
تعداد بازدید:۸۸۵
دکترعلی قربان پور محقق این طرح و رئیس دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه کاشان، گفت: دراین طرح، امکان کنترل رفتار دینامیکی این نانوورق‌ها توسط عوامل مختلف به منظور بهبود عملکرد آن‌ها در سازه‌های متفاوت برر...
دکترعلی قربان پور محقق این طرح و رئیس دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه کاشان، گفت: دراین طرح، امکان کنترل رفتار دینامیکی این نانوورق‌ها توسط عوامل مختلف به منظور بهبود عملکرد آن‌ها در سازه‌های متفاوت بررسی شده است.
به گزارش روابط عمومی وزارت علوم، دکترقربان پور با اشاره به اینکه نانو‌ورق‌های کربنی درسیستم‌های هوشمند میکروالکترومکانیک و نانوالکترومکانیک کاربردهای فراوانی دارند، گفت: دراین تحقیق تلاش شده تا با استفاده از لایه‌های حسگر و محرک درسطوح زیر و بالای نانوورق‌های کربنی، رفتار دینامیکی این نانو ورق‌ها تحت کنترل نیروی‌های دینامیکی اعمال شده قرارگیرد. به نظرمی‌رسد وجود یک حسگر و محرک درسطح آن‌ها سبب شود گستره‌ کارایی این نانوورق‌ها افزایش یابد.
وی افزود: دراین تحقیقات تئوری، یک نانو ورق کربنی درنظر گرفته شده که با لایه‌هایی نانومتری از اکسید روی پوشش داده شده و یک نانو سازه‌ ساندویچی را تشکیل داده است.
دکترقربان پور با بیان اینکه این لایه‌ها نقش حسگر و محرک را دارند، گفت: به این ترتیب، کنترل رفتار کمانش دینامیکی نانوسازه‌ مذکور مورد بررسی و مدل سازی قرارگرفته است و این نتایج تئوری باعث افزایش دقت جواب‌ها جهت ساخت نمونه‌ عملی آن خواهد شد.
وی درادامه افزود: به کمک این نتایج می‌توان حسگرها و محرک‌هایی را برای نانو ورق‌های کربنی طراحی کرد و بدین ترتیب عملکرد آن‌ها را بهبود بخشید. همچنین با استفاده از پوشش اکسید روی، از خوردگی در نانو سازه‌ مذکور جلوگیری کرد و از طرفی توانایی کنترل رفتار دینامیکی نانو سازه با استفاده از کنترلر فراهم می‌شود.
محقق این طرح و رئیس دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه کاشان، گفت: از نتایج این طرح می‌توان درطراحی و ساخت نانو زلزله سنج‌ها، صنایع نفت و گاز، هوافضا، دریانوردی، ماشین‌ها استفاده کرد.
همچنین همانگونه که اشاره شد، دراین تحقیق کمانش دینامیکی غیرخطی یک نانو ورق ساندویچی پیزوالکتریک تحلیل شده است. در واقع هسته این نانو ورق از یک نانو ورق کربنی ارتوتروپیک ویسکوالاستیک تحت میدان مغناطیسی تشکیل شده که با لایه‌های پیزوالکتریک ویسکوالاستیک اکسید روی (ZnO) تحت میدان الکتریکی پوشانده شده است. به منظور دستیابی به محدوده‌ پایداری دینامیکی، از روش‌های عددی تفاضلات مربعی، تفاضلات مربعی هارمونیک و تفاضلات مکعبی استفاده شده است.
این محقق درخصوص نتایج حاصل شده نیز گفت: طبق نتایج، با استفاده از کنترلر تناسبی-مشتقی، رفتار دینامیکی نانو سازه قابل کنترل است. این نوع کنترلر یکی از انواع کنترلر‌هاست که سیگنال ورودی سیستم را با جابجایی و سرعت سیگنال خروجی متناسب کرده و این فرایند را تا جایی ادامه می‌هد که پاسخ دینامیکی سازه متناسب و بهینه شود. در واقع اعمال ولتاژ خارجی به محرک، یک پارامتر مؤثر در کنترل سیستم است. همچنین با اعمال میدان مغناطیسی به نانو ورق کربنی، می‌توان محدوده‌ی پایداری دینامیکی سیستم را کنترل کرد.
گفتنی است این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکترعلی قربان پور آرانی- عضو هیئت علمی دانشگاه کاشان- و دکتر رضا کلاه چی و دکتر محمد شریف زارعی- فارغ التحصیلان این دانشگاه- است که نتایج آن در مجله‌ Composite Structures (جلد 132، شماره 1، سال 2015، صفحات 506 تا 526) منتشر شده است.