مواد هوشمند (Smart Materials)

امروزه استفاده از مواد هوشمند بعنوان عملگرها و سنسورها بطور قابل توجهی رو به افزایش می باشد. پهنای باند بزرگ، رزولوشن کوچک و سرعت پاسخ بالا از ویژگیهای منحصر به فرد این مواد بوده که منجر به توجه روز افزون به آنها می باشد. در این بین، سرامیکهای پیزوالکتریک بطور ویژه ای مورد توجه قرار گرفته است.

بدلیل خاصیت الکترومکانیکال این سرامیک ها و کوپلینگ ایجاد شده میان حوزه الکتریکی و مکانیکی، از این سرامیکها می توان بعنوان عملگر، حسگر و استفاده همزمان (عملگرهای خودحسگر) استفاده نمود.

* از کاربردهای گوناگون این سرامیکها از دیدگاه عملگری می توان از موقعیت دهی میکرونی، کنترل ارتعاشات، طراحی و ساخت میکرو رباتها و .... نام برد.

* همچنین به عنوان حسگر می توان به حسگرهای سرعت و شتاب، برداشت انرژی از سیستمهای مرتعش، پایش سلامت سازه و .... اشاره نمود.

* از ویژگیهای منحصر به فرد این مواد، قابلیت استفاده همزمان از یک سرامیک به عنوان حسگر و عملگر می باشد. این قابلیت در طراحی سیستم های فشرده و حساس به شرایط عملکردی، حائز اهمیت می­باشد.

* طراحی، ساخت و کنترل عملکرد حسگرها و عملگرهای پیزوالکتریک بر مبنای کاربرد و هدف نهایی، یکی از زمینه های تحقیقاتی مورد توجه می باشد.


مدلسازی و تحلیل رفتار عملگرهای طولی پیزوالکتریک

* بررسی ساختاری عملگرهای پیزوالکتریک

* تحلیل رفتار الکترومکانیکال پیزوالکتریک

* مدلسازی رفتار شبه استاتیکی و دینامیکی عملگرهای پیزو

* بررسی رفتار غیرخطی هیسترزیس در دامنه تحریک بالا


مدلسازی و تحلیل رفتار عملگرهای خمشی پیزوالکتریک

* بررسی ساختاری عملگرهای پیزوالکتریک

* تحلیل رفتار الکترومکانیکال عملگر

* بررسی رفتار غیرخطی هیسترزیس در دامنه تحریک بالا

* بررسی ارتعاشات خطی


مدلسازی و تحلیل ارتعاشات غیرخطی پیزوالکتریک

* بررسی رفتار غیرخطی ماده در فرکانسهای بالا

* بررسی رفتار غیرخطی هندسی

* بررسی کوپل غیرخطی ارتعاشات طولی و عرضی


کنترل عملگرهای پیزوالکتریک

* کنترل انواع نمونه های عملگرهای پیزوالکتریک با ساختارهای متفاوت


موقعیت دهی میکرونی و انجام عملیات میکرونی

* کاربردهای پزشکی، MEMS، ...

* گریپر با حرکت میکرونی

* تزریق درون سلولی


کنترل ارتعاشات

* کنترل و حذف ارتعاشات تیر و ورق

* کنترل فعال، نیمه فعال و غیرفعال


میکرو ربات

* میکرو ربات های راه رونده به کمک عملگرهای پیزوالکتریک


برداشت انرژی Energy Harvesting

* ارتعاشات تجهیزات و سیستمهای موجود در صنعت، یکی از منابع دارای پتانسیل جهت استخراج انرژی می باشد.

* این انرژی با نصب مواد هوشمند بر روی سازه های مرتعش قابل استخراج خواهد بود.

* منابع: جاده ها، کیف و کفش انسان متحرک، ...


تعیین جرم  Mass Detection

* اندازه گیری جرم توسط تغییرات فرکانس طبیعی سیستم های ارتعاشی


عملگرهای خودحسگر   Self-Sensing Actuators

* استفاده از یک سرامیک پیزوالکتریک بعنوان سنسور و عملگر بطور همزمان

* فشرده سازی، کاهش هزینه ها و افزایش پایداری سیستم ها با ایجاد عملگرهای خودحسگر

* حذف سنسورهای خارجی