|
Title
|
Elasticity Solution Approach for Functionally Graded Spherical Shell with Piezoelectric Properties
|
|
Type of Research
|
Article
|
|
Keywords
|
Functionally graded material; Piezoelectric material; Sphere; Elasticity solution; Nonlinear differential equation
|
|
Abstract
|
بر اساس رویکرد حل الاستیسیته، مخزن کروی توخالی ساخته شده از ماده هدفمند پیزوالکتریک به صورت تحلیلی در راستای شعاعی بررسی شده است. تغییرات خواص مکانیکی برحسب نسبت حجمی بصورت تابع مدل توانی از مختصه راستای شعاعی کنترل می شوند. مخزن مزبور تحت فشار داخلی یا خارجی و بار الکتریکی گسترده با گرادیان پتانسیل الکتریکی مثبت یا منفی و به صورت مجزا و همزمان قرار گرفته است. مدل توانی برای درنظر گرفتن تغییرات خواص الکترو مکانیکی به جز نسبت پواسون در امتداد ضخامت می باشد. برای تقارن محوری، معادلات سه بعدی حاکم به یک معادله دیفرانسیل غیر خطی کوشی اویلر برحسب جابجایی شعاعی تبدیل می شوند. این معادله بصورت تحلیلی حل شده است. حل عمومی معادله دیفرانسیل بصورت تابع توانی و حل خصوصی متفاوت از کارهای قبلی چاپ شده می باشد. با نوشتن پنج شرط مرزی مختلف و اعمال آنها به حل بدست آمده برای معادله مذکور، یک دستگاه معادلات جبری برحسب چهار ثابت مجهول بدست می آید. بدین ترتیب میدان جابجایی و تنش در کره حل می شود. پاسخ استاتیکی کره با مواد پیزوالکتریک همگن و ابعاد هندسی مختلف به بارهای مکانیکی و الکتریکی جهت مقایسه با مراجع موجود استفاده شده است. سپس پاسخ کره با توان های تابع هدفمندی و ابعاد هندسی مختلف تحت بارهای مکانیکی و الکتریکی متنوع بررسی شده است. تنشهای بوجود آمده در اثر بار الکتریکی قابل مقایسه با تنشهای پسماند محبوس در یک کره ساخته شده از مواد غیر پیزوالکتریک و همگن می باشد.
|
|
Researchers
|
MohammadReza Saviz (First Researcher)، Ali Ghorbanpour Arani (Second Researcher)
|