Abstract:
ศึกษาการควบคุมการโก่งตัวของโครงสร้างคานโดยใช้วัสดุเพียโซอิเลคทริค โครงสร้างคานที่พิจารณาประกอบด้วยชั้นของโครงสร้างหลัก และชั้นของวัสดุเพียโซอิเลคทริค ยึดติดกันอย่างสมบูรณ์ในรูปแบบของคานประกอบเป็นชั้นๆ โดยมีสภาพขอบสองลักษณะคือ แบบคานยื่นและคานจุดรองรับธรรมดา การควบคุมการโก่งตัวของคานให้มีรูปร่างเป็นไปตามต้องการ อาศัยการให้ศักย์ไฟฟ้าแบบคงที่เป็นช่วงๆ ตลอดความยาวคานแก่ชั้นวัสดุเพียโซอิเลคทริค อนึ่งในการศึกษานี้ได้นำทฤษฎีเลเยอร์ไวส์มาเป็นแบบจำลอง สำหรับการวิเคราะห์พฤติกรรมของคาน เพื่อหาค่าการกระจัดและศักย์ไฟฟ้า โดยพิจารณาแบ่งโดเมนสนทิศทางตามความหนาออกเป็นชั้นๆ สำหรับฟังก์ชันรูปร่างในทิศทางตามความยาวคานจะแทนด้วยฟังก์ชันฟูเรียซีรีส์ ในขณะที่ฟังก์ชันรูปร่างในทิศทางตามความหนาจะแทนด้วยฟังก์ชันลากรานจ์เชิงเส้น การตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองที่พัฒนาขึ้น อาศัยการเปรียบเทียบกับผลการศึกษาในอดีต ซึ่งพบว่าจะให้ผลลัพธ์ที่มีความถูกต้องแม่นยำกว่าทฤษฎีคลาสสิคัลลามิเนต และทฤษฎีการเปลี่ยนรูปร่างเนื่องจากแรงเฉือน ในการควบคุมการโก่งตัวของคานให้มีรูปร่างตามต้องการนั้น ค่าศักย์ไฟฟ้าที่เหมาะสม สำหรับวัสดุเพียโซอิเลคทริคในแต่ละช่วง คำนวณโดยอาศัยวิธีการถ่วงน้ำหนักเศษตกค้าง ร่วมกับการวิเคราะห์การโก่งตัวด้วยทฤษฎีเลเยอร์ไวส์ดังกล่าวข้างต้น และจากการทดสอบการควบคุม โดยสมมติฟังก์ชันการโก่งตัวที่ต้องการเป็นฟังก์ชันพหุนามกำลังต่างๆ พบว่าการแบ่งจำนวนช่วงของวัสดุเพียโซอิเลคทริคตลอดความยาวคานที่เพิ่มขึ้น จะช่วยให้สามารถควบคุมการโก่งตัวของโครงสร้างคาน ให้ใกล้เคียงกับการโก่งตัวที่ต้องการได้มากขึ้น จากการศึกษาพบว่าในกรณีที่ต้องการค่าการโก่งตัวแบบแยกกำลังสอง ค่าศักย์ไฟฟ้าเหมาะสมที่ใช้จะมีค่าเกือบจะคงที่โดยตลอดความยาวของคาน
