Active structure
સક્રિય માળખું (સ્માર્ટ અથવા અનુકૂલનશીલ માળખું તરીકે પણ ઓળખાય છે) એ એક યાંત્રિક માળખું છે જે પર્યાવરણમાં થતા ફેરફારોના જવાબમાં તેની રચના, સ્વરૂપ અથવા ગુણધર્મોને બદલવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. સક્રિય માળખું શબ્દ એ માળખાઓનો પણ ઉલ્લેખ કરે છે, જે પરંપરાગત ઇજનેરી માળખાઓ (દા. ત., પુલો, ઇમારતો) થી વિપરીત, સતત ગતિ અને તેથી સ્થિર રહેવા માટે પાવર ઇનપુટની જરૂર પડે છે. સક્રિય માળખાઓનો ફાયદો એ છે કે તેઓ પરંપરાગત સ્થિર માળખા કરતાં ઘણા મોટા હોઈ શકે છેઃ એક ઉદાહરણ સ્પેસ ફાઉન્ટેન હશે, એક ઇમારત જે અવકાશમાં પહોંચે છે. કાર્ય પ્રવૃત્તિનું પરિણામ એ માળખું છે જે તે વહન કરે છે તે ભારના પ્રકાર અને તીવ્રતા માટે વધુ યોગ્ય છે. ઉદાહરણ તરીકે, બીમનું દિશા પરિવર્તન મહત્તમ તાણ અથવા તાણના સ્તરને ઘટાડી શકે છે, જ્યારે આકારમાં ફેરફાર માળખાને ગતિશીલ સ્પંદનો માટે ઓછું સંવેદનશીલ બનાવી શકે છે. અનુકૂલનશીલ માળખાનું સારું ઉદાહરણ માનવ શરીર છે જ્યાં હાડપિંજર વિશાળ શ્રેણીના ભાર વહન કરે છે અને સ્નાયુઓ આવું કરવા માટે તેની રચનામાં ફેરફાર કરે છે. બેકપેક સાથે રાખવાનું વિચારો. જો ઉપરનું શરીર આગળ ઝુકાવીને સમગ્ર પ્રણાલીના દળના કેન્દ્રને સહેજ સમાયોજિત ન કરે, તો વ્યક્તિ તેમની પીઠ પર પડી જશે. સક્રિય માળખામાં ભાર વહન ભાગ ઉપરાંત ત્રણ અભિન્ન ઘટકોનો સમાવેશ થાય છે. તેઓ સેન્સર, પ્રોસેસર અને એક્ટ્યુએટર્સ છે. માનવ શરીરના કિસ્સામાં, સંવેદનાત્મક ચેતા એ સેન્સર છે જે પર્યાવરણની માહિતી એકત્રિત કરે છે. મગજ માહિતીનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે પ્રોસેસર તરીકે કાર્ય કરે છે અને તે મુજબ કાર્ય કરવાનું નક્કી કરે છે અને તેથી સ્નાયુઓને સૂચના આપે છે, જે પ્રતિક્રિયા આપવા માટે એક્ટ્યુએટર્સ તરીકે કાર્ય કરે છે. ભારે ઇજનેરીમાં, પવન અને ભૂકંપના ભાર હેઠળ સ્પંદનોને ઘટાડવા માટે પુલો અને ગુંબજોમાં સક્રિયકરણનો સમાવેશ કરવા માટે પહેલેથી જ એક ઊભરતું વલણ છે. આધુનિક સક્રિય માળખાઓના વિકાસમાં ઉડ્ડયન ઇજનેરી અને એરોસ્પેસ ઇજનેરી મુખ્ય પ્રેરક બળ છે. વિમાન (અને અવકાશયાન) ને અનુકૂલનની જરૂર પડે છે કારણ કે તેઓ તેમના જીવનકાળ દરમિયાન ઘણાં વિવિધ વાતાવરણ અને તેથી લોડિંગના સંપર્કમાં આવે છે. પ્રક્ષેપણ પહેલાં તેઓ ગુરુત્વાકર્ષણ અથવા મૃત ભારને આધિન હોય છે, ટેકઓફ દરમિયાન તેઓ અત્યંત ગતિશીલ અને જડતા ભારને આધિન હોય છે અને ઇન-ફ્લાઇટમાં તેઓ એવા રૂપરેખાંકનમાં હોવા જરૂરી છે જે ખેંચાણને ઘટાડે છે પરંતુ લિફ્ટને પ્રોત્સાહન આપે છે. અનુકૂલનશીલ વિમાનની પાંખોમાં એવા ઉત્પાદન માટે ઘણા પ્રયત્નો કરવામાં આવ્યા છે જે સીમા સ્તરો અને અશાંતિના વિભાજનને નિયંત્રિત કરી શકે. ઘણા અવકાશ માળખાઓ અવકાશમાં આત્યંતિક પર્યાવરણીય પડકારોને ટકી રહેવા અથવા ચોક્કસ ચોકસાઈ પ્રાપ્ત કરવા માટે અનુકૂલનશીલતાનો ઉપયોગ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સ્પેસ એન્ટેના અને મિરર્સને ચોક્કસ દિશા માટે સક્રિય કરી શકાય છે. જેમ જેમ અવકાશ તકનીકી પ્રગતિ કરે છે તેમ તેમ કેટલાક સંવેદનશીલ ઉપકરણો (એટલે કે ઇન્ટરફેરોમેટ્રિક ઓપ્ટિકલ અને ઇન્ફ્રારેડ ખગોળીય સાધનો) થોડા નેનોમીટર જેટલા નાજુક સ્થિતિમાં સચોટ હોવા જરૂરી છે, જ્યારે સહાયક સક્રિય માળખું પરિમાણોમાં દસ મીટર જેટલું હોય છે. બજારમાં અસ્તિત્વમાં રહેલા ડિઝાઇન માનવ-નિર્મિત એક્ટ્યુએટર્સ, સૌથી વધુ વ્યવહારદક્ષ પણ, લગભગ તમામ એક-પરિમાણીય છે. આનો અર્થ એ છે કે તેઓ માત્ર 1 અક્ષની આસપાસ લંબાવવા અને સંકોચન કરવા અથવા ફરવા માટે સક્ષમ છે. આગળ અને પાછલી બંને દિશામાં હલનચલન કરવા માટે સક્ષમ એક્ચ્યુએટર્સને દ્વિ-માર્ગી એક્ચ્યુએટર્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, એક-માર્ગી એક્ચ્યુએટર્સના વિરોધમાં જે ફક્ત એક જ દિશામાં આગળ વધી શકે છે. એક્ટ્યુએટર્સની મર્યાદિત ક્ષમતાએ સક્રિય માળખાને બે મુખ્ય પ્રકારો સુધી મર્યાદિત કરી દીધી છેઃ રેખીય એક્ટ્યુએટર્સ પર આધારિત સક્રિય ટ્રસ માળખાં અને રોટરી એક્ટ્યુએટર્સ પર આધારિત મેનિપ્યુલેટર આર્મ્સ. એક સારા સક્રિય માળખામાં ઘણી જરૂરિયાતો હોય છે. પ્રથમ, તેને સરળતાથી સક્રિય કરવાની જરૂર છે. સક્રિયકરણ ઊર્જાની બચત કરતું હોવું જોઈએ. એક માળખું જે ખૂબ જ સખત હોય અને મોર્ફિંગનો સખત પ્રતિકાર કરે છે તે ઇચ્છનીય નથી. બીજું, પરિણામી માળખામાં ડિઝાઇનનો ભાર વહન કરવા માટે માળખાકીય અખંડિતતા હોવી આવશ્યક છે. તેથી, સક્રિયકરણની પ્રક્રિયાએ માળખાની મજબૂતાઈને જોખમમાં મૂકવી જોઈએ નહીં. વધુ ચોક્કસપણે, આપણે કહી શકીએ કેઃ આપણે એક સક્રિય માળખું શોધીએ છીએ જ્યાં કેટલાક સભ્યોની સક્રિયતા તેની તાણની સ્થિતિમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કર્યા વિના ભૂમિતિમાં ફેરફાર તરફ દોરી જશે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, જે માળખું સ્થિર નિર્ધારણ અને ગતિ નિર્ધારણ બંને ધરાવે છે તે સક્રિયકરણ માટે શ્રેષ્ઠ છે. એપ્લિકેશન્સ સિવિલ એન્જિનિયરિંગ, મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગ અને એરોસ્પેસ એન્જિનિયરિંગમાં સક્રિય-નિયંત્રણ તકનીક લાગુ કરવામાં આવે છે. મોટાભાગના સિવિલ ઇજનેરી માળખાઓ સ્થિર હોવા છતાં, સક્રિય નિયંત્રણનો ઉપયોગ કેટલાક નાગરિક માળખાઓમાં ધરતીકંપના ભારણ, પવનના ભારણ અને પર્યાવરણીય કંપન સામે જમાવટ માટે થાય છે. ઉપરાંત, સક્રિય નિયંત્રણનો ઉપયોગ નુકસાન સહનશીલતા હેતુઓ માટે કરવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે જ્યાં માનવ હસ્તક્ષેપ પ્રતિબંધિત છે. કોર્કમાઝ એટ અલ. નુકસાન સહનશીલતા અને પુલની જમાવટ માટે સક્રિય નિયંત્રણ પ્રણાલીનું રૂપરેખાંકન દર્શાવ્યું. જેમ્સ ઇ. હૂબાર્ડ, જુનિયર પણ જુઓ. ટ્યુન્ડ માસ ડેમ્પર સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ સ્વિસ ફેડરલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજી (ઇ. પી. એફ. એલ.), એપ્લાઇડ કમ્પ્યુટિંગ એન્ડ મિકેનિક્સ લેબોરેટરી (આઈ. એમ. એ. સી.) કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટી ડિપ્લોયબલ સ્ટ્રક્ચર્સ લેબ હોબર્મન એસોસિએટ્સ-ટ્રાન્સફોર્મેબલ ડિઝાઇન સી. આર. જી. ટેકનોલોજીઃ મોર્ફિંગ પ્રક્રિયાઓ એક ફ્રી-સ્ટેન્ડિંગ સ્પેસ એલિવેટર સ્ટ્રક્ચરઃ સ્પેસ ટિથર એન્જિનિયરિંગ કન્સેપ્ટ્સ સ્ટ્રક્ચરનો વ્યવહારુ વિકલ્પ