وبلاگ

سازه های هوشمند توانایی ذاتی برای حس کردن سازگاری با محیط اطرافشان دارند. بنابراین وقتی از سازه های هوشمند استفاده می کنیم، یک عامل بالقوه ای حاکی از بهبود کارآیی قطعات سازه ای وجود دارد.

هرچند این مواد قبلا در داخل سازه های فضایی به کار می رفتند، اما رفتار الکتریکی و مکانیکی مواد هوشمند باید کاملاً مشخص و توصیف 

شوند. از این رو برای سنجیدن و تشخیص دادن هردو پاسخ حسی و فعال مواد هوشمند، پژوهش وسیعی بعد از سال 1980 صورت گرفت.

فصل اول
سازه های هوشمند
1-1- آشنایی کوتاه
سازه های هوشمند به وسیله حضور یکپارچه المان های محرک و حسی از سازه های متعارف متمایز می باشند. در یک نمونه کاربردی سازه هوشمند، سنسورها برای آگاهی دادن و بازبینی کردن پاسخ مکانیکی سازه به وسیله تغییرات در جابجایی ها، کرنش ها و یا شتاب ها به کار می روند. سابقاً یک پاسخ سازه ای نامطلوب و یا مخالف در سنسورها کشف شده بود که یک کنترل کننده، ورودی مورد نیاز را به محرک تولید می کرد.
محرک ها به این ورودی پاسخ می دهند و یک تغییر متناظر در پاسخ مکانیکی سازه برای یک حالت قابل قبول و پذیرا تولید می کنند. توانایی سازه های هوشمند برای حس و سازگاری با محیط اطرافشان منجر می شود به یک دامنه وسیع کاربردهای بالقوه، از قبیل جلوگیری از ارتعاشات سازه های هواپیما، کنترل سر و صدای روتور هلی کوپترها، نظارت بر سلامتی پل ها، کنترل شکل خرپاهای فضایی بزرگ، کنترل آیروالاستیک قطعات بالابر هواپیما و کنترل زلزله بر روی ساختمان ها.
Crawley (1993 و (1997) Loewy تحقیقاتی به تفصیل بر روی سازه های هوشمند برای کاربردهای هوافضا انجام داده اند. یک نوع ماده متفاوت می تواند مانند هریک از عناصر محرک یا سنسور در کاربردهای سازه های هوشمند استفاده شود. بسته به مشخصات ماده استفاده شده، عناصر محرک و سنسور به واسطه الکتریک، مغناطیس، حرارت یا انرژی نور کنترل می شوند. بعضی از مواد حساس و محرک معمول از قبیل مواد پیزوالکتریک، آلیاژهای Shape Memory، فیبرهای نوری، مواد الکتروستریکتیک، مواد مگنتوستریک و سیالات الکترو – ریولوژیکال می باشند.
از مواد مختلف در دسترس برای استفاده در سازه های هوشمند، تنها مواد پیزوالکتریک توانایی منحصر به فرد و بی نظیری دارند برای اینکه به طور موثر با هردو عنصر حسی و محرک استفاده می شوند.
از دیگر مزایای مواد پیزوالکتریک، یکپارچکی ساده در داخل سازه، یک فراورده تجاری بسهولت قابل حصول از پیزوپلیمرها و پیزوسرامیک ها و آشنایی در استفاده از این مواد سودمند در مبدل ها می باشد.