کنترل ارتعاشات تیر ساندویچی با لایه ی مغناطیسی بر پایه ی منطق فازی

در این مقاله به بررسی تاثیر استفاده از لایه ی هوشمند مغناطیسی در کاهش و سرکوب ارتعاشات ناخواسته در تیرهای هوشمند پرداخته شده است. تیری سه لایه متشکل از یک لایه ی الاستومر مگنتورئولوژیکال که به صورت ساندویچی بین دو لایه ی الاستیک قرار دارد، در نظر گرفته شده است. با مدل سازی رفتار لایه ی مگنتورئولوژیکال به صورت ماده ی ویسکوالاستیک در ناحیه ی قبل از تسلیم، معادلات حاکم بر حرکت تیر ساندویچی به همراه شرایط مرزی متناظر با استفاده از اصل همیلتون به دست آمده است. به علت وابسته بودن مدول برشی لایه ی مگنتورئولوژیکال به میدان مغناطیسی، با تغییر میدان وارد بر هسته ، سختی و میرایی تیر هوشمند می تواند به سرعت تغییر کند و از این قابلیت برای کنترل و میراسازی ارتعاشات ناخواسته ی وارد بر سیستم استفاده شده است. انتخاب میدان مغناطیسی مناسب برای رسیدن به پاسخ گذرای مطلوب، توسط یک کنترلر فازی با استفاده از جابه جایی و سرعت مودال، به عنوان ورودی های کنترلر انجام می شود. پارامترهای مودال تیر ساندویچی شامل فرکانس های طبیعی و شکل مودهای متناظر به دست آمده و با نتایج موجود مقایسه و صحه گذاری شده است. در ادامه از روش گلرکین برای رسیدن به معادله ی زمانی حاکم بر تیر، با در نظرگرفتن اثر میدان مغناطیسی، استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد که لایه ی هوشمند مغناطیسی به همراه کنترلر طراحی شده بر اساس منطق فازی می تواند به طور موثری در میراسازی ارتعاشات ناخواسته ی وارد بر سیستم مورد استفاده قرار گیرد. نتایج حاصل از این پژوهش می تواند در طراحی و تحلیل تیرهای هوشمند، به عنوان اجزای اصلی سازه های پیشرفته ی مهندسی برای بهبود عملکرد دینامیکی این سیستم ها استفاده شود.

کلیدواژه ها:

لایه ی مگنتورئولوژیکال ، ارتعاشات ناخواسته ، تیر ساندویچی ، کنترلر فازی