مروری بر کنترل ارتعاشات سازه­ های هوشمند

در همه تعریفات موجود از سازه­ های هوشمند بر دو مفهوم زنده بودن و هوش مصنوعی آن­ها اشاره شده است. مفهوم زنده بودن با توجه به این که این سازه­ ها دارای قدرت احساس(سنجش) و عمل(تحریک) هستند انتخاب شده است. هوش مصنوعی سازه ­های هوشمند به واسطه­ ی مدارهای الکتریکی می ­باشد که قدرت انتخاب عکس­ العمل مناسب نسبت به شرایط محیطی و تحریکات خارجی را به این سازه­ ها عطا می­ کند.

سازه هوشمند شامل مبدل­ هایی می­ باشد که دینامیک سازه را ثبت می ­نماید، اطلاعات بدست آمده را به مدار­های وابسته منتقل می­ نماید و دستورات دوباره به مبدل­ های جاسازی شده در سازه باز می­ گردد. نمونه­ ای از یک سازه­ی هوشمند در شکل زیر نمایش داده شده است.

استفاده از سیستم های فعال کنترل ارتعاشات در سازه­ هایی اعمال می­ شود که محدودیت وزن اجازه استفاده از دیگر سیستم ها را ندهد و همچنین محدوده ارتعاشاتی با فرکانس پایین مد نظر باشد.

همه­ ی سازه­ های هوشمند بر پایه­ ی مواد فعال(active material) می­ باشند. مواد فعال، به موادی اطلاق می­ شود که دارای خاصیت ایجاد کوپلینگ میان دو یا تعداد بیشتری میدان(میدان­های مکانیکی، الکتریکی، مغناطیسی، شیمیایی و نوری) می­ باشند. جدول زیر تعدادی از مواد فعال و کوپلینگ آن­ها را نشان می­دهد.

بواسطه­ ی چنین قابلیتی، این مواد تحت تاثیرتحریکات خارجی متناسب، دچار تغییر شکل و خواص فیزیکی، هندسی و رئولوژیک خواهند شد. هر کدام از این مواد به نوبه­ ی خود بسیار حیرت آور و پر کاربرد خواهند بود اما طبق بررسی­ ها و آزمایشات صورت گرفته نقاط قوت و ضعف هر یک، در کاربردهای مختلف بررسی شده تا بهینه ترین ماده برای هدفی خاص انتخاب گردد.