کاربرد یک سوپرالمان در تحلیلهای استاتیکی و ارتعاشی استوانه های توخالی ساخته شده از مواد پیزوالکتریک

هدف از این مقاله تعریف یک سوپرالمان برای استفاده در تحلیل های استاتیکی و ارتعاشی استوانه های ساخته شده از مواد پیزوالکتریک می باشد. بدین ترتیب ابتدا به معرفی یک سوپر المان استوانه ای که پیش از این در تحلیل های استاتیکی و ارتعاشی سازه های استوانه ای توخالی ارایه گردیده بود، پرداخته می شود. سپس این المان جهت استفاده در تحلیل سازه های استوانه ای ساخته شده از مواد پیزوالکتریک تعمیم داده می شود. در این راستا، ابتدا به بررسی روابط المان محدود مربوط به مواد پیزوالکتریک و استخراج ماتریس های سختی و جرم مرتبط با این مواد پرداخته می شود. سپس با استفاده از مفهوم سوپر المان و ماتریس های بدست آمده، سوپرالمان استوانه ای پیزوالکتریک ارایه می گردد. در نهایت به منظور صحت سنجی المان تعریف شده، این سوپر المان جهت تحلیل های استاتیکی و ارتعاشی سازه ای استوانه ای ساخته شده از مواد پیزوالکتریک مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین، نتایج بدست آمده از روش سوپرالمان با آنچه از نرم افزار ANSYS و با استفاده از المان های موجود مقایسه می شود. یکی از مهمترین نقاط قوت المان تعریف شده در مواردی است که خواص ماده در راستای شعاعی تغییر می نماید. بدین ترتیب، درانتها توانایی سوپرالمان تعریف شده در تحلیل های استاتیکی و ارتعاشی سازه های استوانه ای ساخته شده از مواد پیزوالکتریک هدفمند نیز مورد بررسی قرار خواهد گرفت.