Analysis of electromechanical behavior of piezoelectric smart curved beams
Piezoelektrik akıllı eğri çubukların elektromekanik davranış analizleri
- Tez No: 492569
- Danışmanlar: PROF. DR. BÜLENT YARDIMOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 60
Özet
Bu çalışmada, değişken eğrilik yarı çaplı akıllı eğri çubukların elektromekanik analizi Sonlu Elemanlar Yöntemi ile incelenmiştir. İlk önce, kiriş teoremleri ve piezoelektrik malzemelerin tarihi ele alınmıştır. Ardından piezoelektrik malzemelerin tarihi, piezoelektrik akıllı çubuk ve akıllı eğri çubukların gelişimi anlatılmıştır. Piezoelektrik eğri çubukların deformasyonu, piezoelektrik bantsız veya bantlı eğri çubukların düzlem içi bükülme diferansiyel denklemleri tanıtılmıştır. Akıllı eğri çubuğun sonlu eleman modellemesi ANSYS ile yapılmıştır. Eğri çubuk ile aynı uzunluğa, keside sahip ve aynı boyutta uç yükle yüklenmiş eş değer düz çubuk ile mesh boyutları ve numerik doğruluğu kontrol edilmiştir.Diktörtgenler prizması şeklindeki piezoelektrik bant için, temel piezoelektrik denklemlerinden sonuçlar ile sonlu elemanlar metodunun sonuçları karşılaştırılarak; model doğrulanmıştır. Doğrulamanın ardından farklı büyüklükteki kuvvetlerin piezoelektrik eğri çubuğa uygulanması sonucunda, çubuk ucundaki x ekseni yönündeki yer değiştirmeler ve oluşturulan elektrik alanlar gözlenmiştir. En sonunda, sonuçlar değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, electromechanical behavior of piezoelectric smart curved beam with variable radius of curvature is investigated using Finite Element Method. Firstly, a background of beam theories is provided as well as a discussion on the history of piezoelectric materials and the development of smart beams and smart curved beams. The deformations of curved beams, the differential equations for in-plane bending of curved beam with and without piezoelectric patch are presented. Finite element modeling of smart curved beam is done using ANSYS. The mesh size correctness and numerical accuracy is controlled by an equivalent straight cantilever beam having the same length, cross-section and loaded from its tip with the same amount of force that will be applied to the curved beam model. Tip displacement comparisons are done using an analytical and finite elements approach. The model is verified by comparing the analytical results of piezoelectric constitutive equations with results of finite elements method for a rectangular prism shaped piezoelectric patch. After the verification is complete, the consequent tip displacements on x direction and generated electric fields are observed after the loads of different magnitudes applied to the tip of piezoelectric curved beam. Finally, results are discussed.
Benzer Tezler
- Piezoelektrik tutucunun dizayn ve analizi
The design and analysis of piezoelectric gripper
SEMİH SEZER
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HİKMET KOCABAŞ
- Advanced concepts of piezoelectric patch-based energy harvesting and locally resonant bandgap formation in thin plates
Pirometredeki piezoelektrik yama tabanlı enerji toplama ve lokal rezonant bandgap oluşumunun ileri kavramları
AMIRREZA AGHAKHANI
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. IPEK BASDOGAN
- Lityum ve tantalyum katkılı sodyum potasyum niobat piezoseramiklerinin spark plazma sinterleme ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of lithium and tantalum added potassium sodium niobate piezoceramics via spark plasma sintering
MEHMET KAHRAMAN ÖZMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Broadband and high frequency piezoelectric energy harvesting system with curved panels for passive vibration isolator
Pasif titreşim izolatörü için kavisli panelli geniş bant ve yüksek frekanslı piezoelektrik enerji hasat sistemi
OSMAN KIZILTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
EnerjiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLSAY SÜMER