Nonlinear piezo-thermoelastic shell theory applied to control of variable-geometry shells

Complexity of multi-field opto-electromechanical coupling always poses many challenging research issues. Recently due to a rapid development in smart structures and structronic systems, multi-field coupling and control of distributed structronic systems also raises variety of new research, development, and system integration issues. This paper presents a generic nonlinear piezo(electric) -thermoelectromechanical shell theory for a piezoelectric double-curvature shell continuum with admissible boundary cinditions. Applications of the generic theory to other shell and non-shell continua based on four system parameters are also demonstrated. Detailed sensing and control electromechanical characteristics are further investigated in a series of shell of various curvatures. The results show that the membrane sensing/control component dominates the lower natutal modes of deep shells and the bending sensing/control component dominates the natural modes of shallow shell. Electromechanical characteristics and effectiveness of distributed sensors and actuators are evaluated.

Zastosowanie nieliniowej piezo-termosprężystej teorii powłok do sterowania powłok o zmiennej geometrii. W pracy przedstawiono zastosowanie ogólnej nieliniowej piezo-termoelektromechanicznej teorii do piezoelektrycznych powłok o podwójnej krzywiźnie oraz czteroparametrowego kontinuum niepowłokowego. Szczegółowo zbadano elektromechaniczne charakterystyki rozłożonego układu pomiarowego i wykonawczego w ciągu powłok o różnej geometrii. Wyniki wskazują, że membranowe elementy pomiarowe i wykonawcze panują nad dynamiką niskich częstości głębokich powłok, a giętne elementy pomiarowe i wykonawcze nadają się do sterowania powłok małowyniosłych. Zbadano elekromechaniczne charakterystyki i efektywność rozłożonych elementów pomiarowych i wykonawczych.