دانشگاه صنعتی شاهرود مکانیک سازه ها و شاره ها 2251-9475 6 3 2016 09 22 Parametric Investigation of Buckling Capacity Improvement of Cracked Columns with Piezoelectric Patches بررسی پارامتری بهبود ظرفیت کمانش ستون‌های‌ ترک‌دار توسط وصله‌های پیزوالکتریک 55 64 802 10.22044/jsfm.2016.802 FA مهدی جاوید دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز حسن بیگلری استادیار، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز Journal Article 2015 12 30 In this paper, instability behavior of cracked column equipped with piezoelectric patch is investigated, analytically. Polarization orientation is in such a way that axial force is induced in column. Crack is modeled as a torsional spring that connects two intact portion of column. After considering boundary conditions and continuity at the crack position and edges of piezoelectric patch positions, governing equations of buckling behavior of cracked column are obtained. Effects of effective parameters on the first and second buckling capacity of cracked column such as cracked parameters (position and depth), position, length and voltage of piezoelectric patch is investigated using suitable sketches. The results show that crack decreases buckling capacity, prominently. This decrease depends on position and depth of crack. Using appropriate position and length of piezoelectric patch, buckling capacity of cracked column is improved. The appropriate position of piezoelectric patch is not analogues to the crack position, necessarily and may be determined according to the column boundary conditions and crack position. The results show that positive voltage has opposite effects on the first and second buckling capacity of column. در مقاله حاضر با استفاده از روش تحلیلی به مطالعه رفتار پایداری ستونهای ترک‌دار مجهز به وصله‌های پیزوالکتریک پرداخته می‌شود. جهت قطبیدگی وصله‌های پیزوالکتریک به‌گونه‌ای انتخاب شده‌اند که باعث ایجاد نیروی محوری در ستون می‌شوند. ترک با استفاده از فنر پیچشی مدل شده است که دو قسمت سالم ستون را در محل ترک به هم متصل می‌سازد. پس از اعمال شرایط مرزی و بین مرزی در محل ترک و نواحی انتهایی وصله‌های پیزوالکتریک، معادله مشخصه حاکم بر رفتار کمانش ستون‌های ترک‌دار استخراج گردیده است. تأثیر پارامترهای موثر بر بار کمانش اول و دوم ستون از قبیل پارامترهای ترک (موقعیت و عمق ترک) و همچنین موقعیت و طول وصله‌های پیزوالکتریک و ولتاژ اعمالی با استفاده از نمودارهای مناسب مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که وجود ترک باعث کاهش قابل ملاحظه‌ای در ظرفیت کمانش ستون می‌شود. میزان این کاهش به موقعیت و عمق ترک بستگی دارد. با تعیین موقعیت و طول مناسب وصله‌های پیزوالکتریک، می‌توان باعث بهبود ظرفیت کمانش تیر ترک‌دار شد. لزوما بهترین موقعیت وصله پیزوالکرتیک متناظر با محل ترک نمی‌باشد و باید با توجه به شرایط مرزی تیر و محل ترک تعیین شود. نتایج نشان می‌دهد اثر اعمال ولتاژ مثبت بر ظرفیت کمانش مود دوم و مود اول متفاوت است. https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_802_0be80dd1ee64cef01d2f8007f272c352.pdf