@Article{, title={A Novel Analytical Model to Design Piezoelectric Patches Used to Repair Cracked Beams نموذج تحليلي جديد لتصميم الصفائح الكهروضغطية المستخدمة لأصلاح العتبات الحاوية على تصدعات}, author={Waleed Al-Ashtari وليد خالد خيري الاشتري}, journal={Journal of Engineering مجلة الهندسة}, volume={22}, number={6}, pages={117-136}, year={2016}, abstract={In this paper, an analytical solution describing the deflection of a cracked beam repaired with piezoelectric patch is introduced. The solution is derived using perturbation method. A novel analytical model to calculate the proper dimensions of piezoelectric patches used to repair cracked beams is also introduced. This model shows that the thickness of the piezoelectric patch depends mainly on the thickness of the cracked beam, the electro-mechanical properties of the patch material, the applied load and the crack location. Furthermore, the model shows that the length of the piezoelectric patches depends on the thickness of the patch as well as it depends on the length of the cracked beam and the crack depth. The additional flexibility of the beam caused by crack is modeled depending on a dimensionless parameter identified from finite elements method. Different piezoelectric patches were designed and investigated using analytical and finite elements models. The results show that increasing the patch thickness enhances the beam resistance to crack and load effects, while increasing the length of the piezoelectric patch reduces the magnitude of the voltage required to repair the cracked beam.

يقدم هذا البحث النموذج التحليلي لوصف الانحراف الناتج في العتبات الحاوية على تصدع والمصلحة باستخدام صفائح كهروضغطية. تم تطوير هذا النموذج بالأعتماد على اضافة مفردات رياضية للحل التحليلي مشتقة من استخدام نموذج مبني بأستخادام طريقة العناصر المحددة. يقدم هذا البحث ايضاً نموذج تحليلي جديد لأيجاد الأبعاد المناسبة لصفائح الكهروضغطية المستخدمة لأصلاح العتبات الحاوية على تصدعات. ان النموذج المقترح اظهر ان سمك الصفيحة الكهروظغطية يعتمد بشكل كبير على سمك العتبة المراد اصلاحها و المواصفات الكهروميكانيكية للصفيحة و مقدار الحمل المسلط و موقع التصدع في العتبة. وايظا, اظهر النموذج ان طول الصفيحة الكهروضغطية يعتمد على سمك الصفيحة بالاضافة الى أنه يعتمد على طول العتبة و عمق التصدع. ان المرونه الاضافية للعتبة الناتجة بسبب وجود التصدع تم نمذجتها بالاعتماد على معامل بدون وحدات يمكن ان يوجد باستخدام طريقة العناصر المحددة. مختلف من الصفائح تم تصميمها ودراستها اعتماداً على النماذج التحليلية المقترحة و نموذج العناصر المحددة. أظهرت النتائج ان زيادة سمك الصفيحة الكهروضغطية سيحسن مقاومة العتبة لتاثير التصدع و تاثير الحمل الخارجي بينما زيادة طول الصفية الكروضغطية يقلل مقدار الفولطية المطلوبة لأجراء عملية الأصلاح} }