سهیل رضوی
سهیل رضوی
عنوان:
تحلیل ارتعاشات غیرخطی سازه هاي هوشمند مگنتوالکتروالاستیک
استاد راهنما:
دکتر علیرضا شوشتری
(دانشیار گروه مهندسی مکانیک)
داور داخلی:
دکتر رحمن سیفی
(دانشیار گروه مهندسی مکانیک)
داوران خارجی:
دکتر فیروز بختیاری نژاد
(استاد دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر)
دکتر سیامک اسماعیل زاده خادم
(استاد دانشکده مکانیک دانشگاه تربیت مدرس)
نگارش:
سهیل رضوی
مکان: آمفی‌تئاتر دانشکده مهندسی
ساعت 14 - سه شنبه 11 خرداد 95
چكيده:
مواد مگنتوالکتروالاستیک، مواد هوشمند نوظهوری هستند که امکان تبدیل انرژی‌های الکتریکی، مغناطیسی و مکانیکی را به یکدیگر فراهم می‌نمایند. درک رفتار دینامیکی سازه‌های ساخته شده با این مواد، نیازمند تعیین پاسخ فرکانسی این سازه‌ها می‌باشد. در این رساله، ارتعاشات غیرخطی ورق مستطیلی و پوسته دو انحنایی کم عمق مگنتوالکتروالاستیک برای اولین بار مورد بررسی قرار می‌گیرند. شرط مرزی به صورت ساده می‌باشد. ورق و پوسته در راستای ضخامت متقارن بوده و ضخامت لایه‌ها یکسان فرض شده است. برای مدلسازی رفتار مگنتوالکتریک این سازه‌های هوشمند از قوانین گاوس برای حالت‌های الکترواستاتیک و مگنتواستاتیک استفاده شده است.
در ارتعاش آزاد، از تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول پوسته در حضور اینرسی دورانی برای تعیین معادلات حرکت استفاده شده است. با تعریف یک تابع تنش و پس از اعمال روش گلرکین بر روی معادلات دیفرانسیل جزئی حرکت، یک معادله دیفرانسیل غیرخطی معمولی با جملات غیرخطی مرتبه دو و سه به دست آمده است. با حل تحلیلی این معادله با استفاده از روش لیندشتات - پوانکاره، رابطه‌ای تحلیلی برای فرکانس غیرخطی سازه به دست آمده است. با ارائه مثال‌هایی مشخص گردید که با اعمال پتانسیل الکتریکی منفی یا پتانسیل مغناطیسی مثبت بر سطح بالای ورق و پوسته مگنتوالکتروالاستیک، (در حالی که سطوح پایین بدون پتانسیل هستند)، سختی و فرکانس طبیعی سیستم افزایش می‌یابند. به ازای مقادیر ثابت برای نسبت طول به ضخامت، اختلاف پتانسیل الکتریکی و مغناطیسی تأثیر بیشتری بر روی پاسخ فرکانسی سازه نازک‌تر دارند. علاوه بر این، پاسخ فرکانسی ورق‌ها و پوسته‌های مشابه با کوپلینگ‌های مختلف پیزوالکتریک، پیزومغناطیس و مگنتوالکتروالاستیک، مشابه یکدیگر می‌باشد. دلیل این امر، غالب بودن رفتار الاستیک این سازه‌ها بر کوپلینگ‌های مختلف موجود در این سازه‌ها است.
در ارتعاش اجباری، از تئوری پوسته دانل و روش مقیاس‌های زمانی چندگانه جهت تعیین معادلات حرکت پوسته در حالت چند مودی و حل آن‌ها استفاده شده است. پس از تعیین پارامتر مؤثر غیرخطی و رسم آن بر حسب تعداد مودهای موجود در پاسخ، مشخص گردید که برای تعیین پاسخ مود اول، استفاده از تحلیل سه مودی منجر به جواب قابل قبولی می‌گردد. در این حالت، بین مودهای (1و3) و (3و1) تشدید داخلی یک به یک مشاهده می‌گردد. معادلات حرکت حاصل در این قسمت به صورت عددی حل گردیده‌اند. در انتها، به عنوان حالت خاص، تشدید‌های اولیه و ثانویه پوسته دو انحنایی مگنتوالکتروالاستیک به صورت تحلیلی و با استفاده از روش مقیاس‌های زمانی چندگانه در حالت تک مودی بررسی شده و روابط تحلیلی برای پاسخ‌‌های فرکانسی به دست آمده و پایداری پاسخ حالت پایا مورد بررسی قرار گرفته است. مشابه با ارتعاش آزاد، اختلاف پتانسیل‌های الکتریکی و مغناطیسی تأثیر بیشتری بر روی پاسخ فرکانسی سازه نازک‌تر دارند.
Abstract:
Magneto-electro-elastic materials are a new class of smart materials that can convert electrical, magnetic and mechanical energies to each other. A true understanding of their dynamic behavior requires their frequency responses to be determined. In this dissertation, nonlinear free and forced vibrations of magneto-electro-elastic rectangular plate and doubly curved shallow shell are studied for the first time. The edges are simply-supported. The plate and shell are symmetric along the thickness and all the layers are of the same thicknesses. To model the magnetoelectric behavior of these structures, Gauss’s laws for electrostatics and magnetostatics have been used.
In the free vibration, first order shear deformation theory in the presence of rotary inertia effect is used to obtain the equations of motion. By introducing a stress function and then by applying the Galerkin method on the partial differential equations of motion, a single nonlinear ordinary differential equation with cubic and quadratic nonlinear terms has been obtained. This equation has been solved analytically by using Lindstedt-Poincare method, and then a closed-form relation has been obtained for the nonlinear frequency of the structure. It is found that negative electric and positive magnetic potentials increase the stiffnesses and the natural frequencies of magneto-electro-elastic plates and shells. Moreover, for fixed values of length-to-thickness ratio, potentials have more effect on the frequency responses of structures with smaller thicknesses. In addition, it is seen that frequency responses of similar plates and shells with piezoelectric, piezomagnetic and magneto-electro-elastic couplings, are very similar to each other which means that the elastic properties of these structures dominate the frequency responses of them.
In the forced vibration, Donnell’s shell theory and multiple time scales method have been used to determine the multi-mode equations of motion and then to solve them. After plotting the effective nonlinearity parameter in terms of the number of modes included in the analysis, it is found that to obtain the response of the first mode, using a three-mode study gives acceptable results. It has also been found that in the three-mode analysis of magneto-electro-elastic doubly curved shell and rectangular plate, one-to-one internal resonance exists between (1,3) and (3,1) modes. Then, the obtained equations are solved numerically. As a special case, primary and secondary resonances of magneto-electro-elastic doubly curved shell have been studied analytically in the single mode motion. The multiple time scales method has been used to solve the equations of motion and to obtain analytical relations for frequency responses, and then the stability of the steady-state motion has been investigated. Similar to free vibration analysis, it is found that for fixed values of length-to-thickness ratio, potentials have more effect on the frequency responses of structures with smaller thicknesses.
| رزومه |
|
سهیل رضوی تلفن تماس: 09141051582 ایمیل : soheilrazavi@outlook.com, s.razavi@basu.ac.ir متولد : 1363 |
| کارشناسی:
|
| کارشناسی ارشد:
دکتری:
|
| مقالات |
Shooshtari A, Razavi S, A closed form solution for linear and nonlinear free vibrations of composite and fiber metal laminated rectangular plates, Composite Structures 92 (2010) 2663–2675. Shooshtari A, Razavi S, Nonlinear free and forced vibrations of anti-symmetric angle-ply hybrid laminated rectangular plates, Journal of Composite Materials 48 (2014) 1091–1111. Razavi S, Shooshtari A, Free vibration analysis of a magneto-electro-elastic doubly-curved shell resting on a Pasternak-type elastic foundation, Smart Materials and Structures 23 (2014) 105003. Shooshtari A, Razavi S, Large amplitude free vibration of symmetrically laminated magneto-electro-elastic rectangular plates on Pasternak type foundation, Mechanics Research Communications 69 (2015) 103–113. Shooshtari A, Razavi S, Linear and nonlinear free vibration of a multilayered magneto-electro-elastic doubly-curved shell on elastic foundation, Composites Part B 78 (2015) 95−108. Razavi S, Shooshtari A, Nonlinear free vibration of magneto-electro-elastic rectangular plates, Composite Structures 119 (2015) 377–384. Shooshtari A, Razavi S, Vibration analysis of a magnetoelectroelastic rectangular plate based on a higher-order shear deformation theory, Latin American Journal of Solids and Structures 13 (2016) 554-572. Shooshtari A, Razavi S, Large amplitude free vibration of magnetoelectroelastic curved panels, Scientia Iranica 2015 (accepted). Shooshtari A, Razavi S, Vibration of a multiphase magneto-electro-elastic simply-supported rectangular plate subjected to harmonic forces, Journal of Intelligent Material Systems and Structures 2016 (accepted).
Shooshtari A, Razavi S, Bargh HG, Sadr MH, Nonlinear free and forced vibrations of symmetric laminated panels, Key Engineering Materials 471-472 (2011) 616−621. Shooshtari A, Razavi S, Non-linear vibration response of laminated fibre-reinforced rectangular plates, International Journal of Vehicle Noise and Vibration 8 (2012) 1−13. Shooshtari A, Razavi S, Nonlinear vibration analysis of rectangular magneto-electro-elastic thin plates, IJE Transactions A: Basics 28 (2015) 136−144. Karimi M, Shooshtari A, Razavi S, Large amplitude vibration prediction of rectangular plates by an optimal artificial neural network (ANN), Journal of Computational and Applied Research in Mechanical Engineering 4 (2014) 55−65. Shooshtari A, Razavi S, Nonlinear forced vibration of hybrid composite rectangular plates, Engineering Solid Mechanics 2 (2014) 209−228.
علیرضا شوشتری، سهیل رضوی، تحلیل ارتعاش آزاد ورق مگنتوالکتروالاستیک، اولین همایش ملی مکانیک کاربردی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز، 29 و 30 مهر 1393. سهیل رضوی، علیرضا شوشتری، ارتعاش آزاد خطی ورق مگنتوالکتروالاستیک تحت شرایط مرزی الکترومغناطیسی مدار بسته، اولین همايش داخلی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد نطنز - 13 آذر 1393. علیرضا شوشتری، سهیل رضوی، تأثیر اختلاف پتانسیل الکتریکی و مغناطیسی بر روی فرکانس طبیعی تیر هوشمند مگنتوالکتروالاستیک، اولین همايش داخلی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد نطنز - 13 آذر 1393. سهیل رضوی، علیرضا شوشتری، تحلیل ارتعاش خطی ورق هوشمند مگنتوالکتروالاستیک بر اساس تئوری برشی مرتبه سوم، دومین همایش ملی پژوهش های کاربردی در برق، مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه تهران، 30 بهمن 1393. علیرضا شوشتری، سهیل رضوی، بررسی تحلیلی ارتعاش آزاد غیرخطی ورق نازک مستطیلی مگنتوالکتروالاستیک بر روی یک بستر غیرخطی، بیست و سومین همايش سالانه بین المللی مهندسی مکانیک ايران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، 22 تا 24 ارديبهشت 1394 (مقاله برتر کنفرانس). سهیل رضوی، علیرضا شوشتری، بررسی ارتعاش آزاد ورق کامپوزیتی تقویت شده با نانو لوله‌‌های کربنی به همراه لایه مگنتوالکتروالاستیک، بیست و چهارمین همايش سالانه بینالمللی مهندسي مکانيک ايران، دانشگاه یزد، 7 لغايت 9 ارديبهشت 1395. Shooshtari A, Razavi S, A closed form solution to nonlinear free and forced vibrations of composite and fiber metal laminated rectangular plate, ICAMMM 2010, 13-15 December 2010, Sultan Qaboos University, Oman. (selected paper) Shooshtari A, Razavi S, Nonlinear forced vibration of symmetric laminated composite and Glare panels, ENOC 2011, 24-29 July 2011, Rome, Italy Shooshtari A, Razavi S, Large amplitude vibration of magneto-electro-elastic smart plates, NCMEI 2014, 27 February 2014, Shiraz, Iran. Shooshtari A, Razavi S, Large amplitude free vibration of a piezoelectric/piezomagnetic multiphase beam, 2nd national Conference on Applied Research in Electrical, Mechanical and Mechatronic, 19 February 2015, University of Tehran, Tehran, Iran. Razavi S, Shooshtari A, On the effects of electric and magnetic potentials on the vibration response of functionally graded smart plates, ICE 2015, 27-28 August, Istanbul, Turkey. Razavi S, Shooshtari A, Subharmonic response of a magneto-electro-elastic rectangular plate, 5th International Conference on Acoustics and Vibration (ISAV 2015), 25-26 November 2015, University of Tehran, Tehran, Iran. (selected paper) Shooshtari A, Razavi S, Natural frequencies of hybrid carbon nanotube-reinforced smart plate, 4th International Conference on Nanotechnology and Basic Science (ICN2016), 4-5 February 2016, Dubai, Emirates. Razavi S, Shooshtari A, Superharmonic resonance of a multiferroic rectangular plate, The Third International Conference on applied research in electrical, Mechanical & Mechatronic engineering, 28-29 February 2016, Tehran, Iran. |
به اطلاع می رساند یک شرکت دانش بنیان در اصفهان نیازمند خدمات تحقیقاتی دانش آموختگان رشته های مواد و شیمی بوده و استخدام می کند. علاقمندان جهت کسب اطلاعات بیشتر و هماهنگی با شماره 03133879868 در...
به گزارش بسنا، مراسم افتتاحیه این پروژه با حضور محمدعلی زلفی‌گل وزیر علوم، تحقیقات و فناوری و دکتر علیرضا قاسمی‌فرزاد استاندار همدان، معاونان وزارتخانه‌های علوم و مسئولان استانی و ریاست...
دفتر هدایت استعدادهای درخشان دانشگاه بوعلی‌سینا فهرست اسامی دانشجویان برگزیده آموزشی پژوهشی پانزدهمین همایش سالانه دفتر هدایت استعدادهای درخشان سال ۱۴۰۲ را منتشر کرد. اسامی دانشجویان...
بهراد توتونچی دبیر انجمن علمی دانشجویی مهندسی عمران دانشگاه بوعلی سینا، در جلسه ای با حضور نمایندگان دانشگاه های سراسر کشور، با کسب اکثریت آرا انتخابات، به عنوان دبیر...
در هشتمین نشست از دوره یازدهم هیأت ممیزه دانشگاه بوعلی‌سینا، آقای دکتر علیرضا حاتمی دارای مدرک دکتری در رشته مهندسی برق با ر أ ی اعضاء از مرتبه...
بدینوسیله انتخاب آقای دکتر آرش فتاح الحسینی را به عنوان پژوهشگر برگزیده دانشگاه در گروه فنی و مهندسی به ایشان و خانواده علمی دانشکده مهندسی تبریک عرض نموده و از خداوند متعال...
بدینوسیله انتخاب دو تن از دانشجویان دانشکده مهندسی مهندس راضیه چهارمحالی در مقطع دکتری رشته مهندسی مواد شاخه خوردگی و مهندسی سطح و مهندس امین نظری در مقطع...
بدینوسیله انتخاب سه عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقایان دکتر جواد بهنامیان ، دکتر حسن علم خواه و دکتر محسن گودرزی در...
براساس اطلاعات پایگاه شاخص‌های اساسی علم (ESI)، حضوردکتر محمد حسن مرادی از گروه مهندسی برق دانشکده مهندسی در زمره پژوهشگران پراستناد یک درصد برتر دنیا استمرار پیدا کرد. ...
بدینوسیله انتخاب اعضا محترم هیات علمی سرکار خانم دکتر سموئی (گروه مهندسی صنایع)، جناب آقایان دکتر بابائی (گروه مهندسی عمران)، دکتر حاتمی (گروه مهندسی برق)، دکتر ختن لو (گروه مهندسی...
بدینوسیله انتخاب چهار عضو هیات علمی دانشکده مهندسی جناب آقای دکتر جواد بهنامیان از گروه مهندسی صنایع به عنوان پژوهشگر اول برگزیده، جناب آقای دکتر حسن علم خواه از گروه...
به گزارش بسنا و به نقل از سازمان سنجش، آزمون مرحله نهایی بیست و هشتمین دوره المپیاد علمی دانشجویی کشور با حضور نفرات برگزیده آزمون کارشناسی ارشد (متمرکز) و آزمون غیرمتمرکز المپیاد در دانشگاه‌های...
به اطلاع دانشجویان محترم می رساند سایت کامپیوتر کارشناسی دانشکده مهندسی به دلیل انجام ثبت نام دانشجویان کارشناسی ورودی 1402 از شنبه 1402/7/22 به مدت یک هفته تعطیل می باشد.
به گزارش بسنا و به نقل از معاونت علمی فناوری ریاست جمهوری، در هشتمین دوره تجلیل از سرآمدان علمی کشور در سال ۱۴۰۲ که با حضور معاون علمی و فناوری و اقتصاد دانش‌بنیان رئیس‌جمهور و وزیر علوم...
به اطلاع دانشجویان ورودی جدید تحصیلات تکمیلی (ارشد و دکترا) می رساند، یکشنبه 23 مهر ساعت 11 الی 13 در محل آمفی تئاتر دانشکده مهندسی جلسه معارفه با هیات رییسه دانشکده برگزار می شود. ...
بر اساس اطلاعات جدید نمایه استنادی معتبر scopus ۲۰۲۳، با بررسی مقالات مربوط به ۲۰۲۲، 4 عضو هیات علمی و 1 دانش آموخته دانشکده مهندسی و با بررسی کل مقالات مربوط به سال های مختلف، 1 نفر از اعضای هیات...
نظر به مراتب تعهد، تخصص و تجارب ارزشمند جناب آقای دکتر حسن علم خواه و بنا به پیشنهاد رئیس دانشکده مهندسی، به موجب ابلاغی ایشان با حفظ سمت آموزشی به مدت 2 سال به عنوان...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر امیرسامان خیرخواه به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی صنایع منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب...
در حکمی از طرف ریاست دانشگاه آقای دکتر صالح رازینی به عنوان مدیر گروه رشته مهندسی برق منصوب گردید. در این حکم آمده است : « با احترام و آرزوی توفیق الهی، نظر به مراتب تعهد و تجارب ارزنده...
قابل توجه دانشجویان مصاحبه دکتری: آخرین مهلت شرکت در مصاحبه دکتری برای کلیه رشته ها اعم از برق، کامپیوتر، مواد، صنایع و مکانیک برای دانشجویانی که موفق به انجام مصاحبه...