Stateczność kolumny przegubowej z aktuatorami piezoelektrycznymi

• Autorzy: Przybylski J. , Gąsiorski G. , Sokół K.

Warianty tytułu

EN

Stability of an articulated column with a pair of piezoelectric actuators

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy zbadano wpływ siły piezoelektrycznej generowanej przez dwa aktywatory na obciążenie krytyczne kolumny z przegubem wzmocnionym sprężyną rotacyjną. Rozpatruje się różne warunki podparcia kolumny ograniczające przemieszczenia osiowe jej końców. Na podstawie zasady wariacyjnej w odniesieniu do funkcjonału energii potencjalnej przy uwzględnieniu równań konstytutywnych materiału piezoelektrycznego wyprowadza się równanie opisujące związek między siłą generowaną przez aktywatory a siłą osiową rozcigając kolumn. Badania numeryczne dotyczą wpływu położenia piezosegmentu i przegubu oraz relacji sztywności na ściskanie piezoaktuatorów do sztywności kolumny na jej obciążenie krytyczne, a następnie także wpływu naprężenia residualnego na stateczność układu.

EN

The problem of buckling of continuous slender columns is one of the main subjects of the structural mechanics. In many engineering applications a column can be treated as a system of articulated segments with joints strengthen by rotational springs. The purpose of this work is to examine the influence of the piezoelectric force induced by two colocally bonded actuators on the buckling load of an internally hinged column with a rotational spring. Different ways of supporting of the column with axially restrained ends are considered. The stress stiffening equation leading to establishing the relation between the piezoelectric force and the axial force stretching the column was derived by using the variational principle. Numerical investigations concern the influence of the location of piezoceramics and the hinge as well as the relation between the axial stiffness of the piezo to that of the column on the critical buckling load. it is shown also that the stress stiffening can be used to counteract the effect of a compressive force leading to the instability of the column.

Słowa kluczowe

PL

stateczność; kolumna przegubowa; aktuator piezoelektryczny

EN

stability; piezoelectric actuator; articulated column

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 5, nr 36
• Strony: 249--256
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz.

Twórcy

autor

Przybylski J.

autor

Gąsiorski G.

autor

Sokół K.

• Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Politechnika Częstochowska,

Bibliografia

• 1. Wang C. Y.: Stability and post buckling of articulated columns. “Acta Mechanica” 2003, 166, 1/4, p.131-140.
• 2. Faria A. R.: On buckling enhancement of laminated beams with piezoelectric actuators via stress stiffening.“Composite Structures” 2004, 65, 2, p. 187-192.
• 3. Thompson S., Loughlan J.: The active buckling control of some composite column strips using piezoceramic actuators. “Composite Structures” 1995, 32, p. 59-67.
• 4. Wang Q.: On buckling of column structures with a pair of piezoelectric layers., “Engineering Structures”2002, 24, p. 199-205.