استخراج معادلات حاکم بر رفتار متقارن محوری پایدار یک ورق دایروی توپر پیزوالکتریک متخلخل

Subject Areas : Smart & Advanced Materials

علی ابجدی ¹ , محسن جباری ² , احمد رضا خورشیدوند ³

1 - گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 - South Tehran Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
3 - گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

Received: 2021-06-12 Accepted : 2021-06-12 Published : 2020-11-01

Keywords: ورق دایروی توپر, معادلات حاکم, مواد پیزوالکتریک متخلخل, رفتار پیزوترموالاستیک, تئوری الاستیسیته خطی,

Abstract :

بر اساس شواهد موجود مواد پیزوالکتریک متخلخل، پتانسیل زیادی برای توسعه ساختارهای هوشمند (فعال) با مقاومت بالا، سختی بالا و وزن سبک از قبیل سرامیک ها و کامپوزیت ها را دارند. از جمله مواد سرامیکی با ترکیبات پیزوالکتریک متخلخل می توان بهLead-zirconate-titanate (PZT) ، Lead-titanate (PbTiO2)،Lead-zirconate (PbZrO3) ،Barium-titanate (BaTiO3)، Cadmium-selenide (CdSe) و غیرو اشاره نمود. این پژوهش، به استخراج معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی حاکم بر رفتار ورق دایروی ساخته شده از یک ماده کریستال متقارن شش وجهی از کلاس 6mm متخلخل اشباع تخلیه نشده پیزوالکتریک در حالت تقارن محوری و پایدار می پردازد. تخلخل پذیری ورق دایروی در امتداد ضخامت آن تغییر می کند، لذا فرض می شود که خواص ماده بجز ضریب پواسون، بصورت توابع نمایی از متغیر محور z در مختصات استوانه ای باشد. بعلاوه رفتار پیزوترموالاستیک ورق دایروی تحت بارهای خارجی حرارتی، مکانیکی و الکتریکی مد نظر است که بر این اساس، مفاهیم مختلفی شامل تئوری الاستیسیته خطی سه بعدی و تئوری دی الکتریک، بصورت ترکیبی برای ایجاد یک مدل پیزوالکتریک خطی، بکار گرفته می شود. ویژگیهای صنعتی فوق العاده و خاص مواد پیزوالکتریک متخلخل، استفاده روزافزون از آنها و ضرورت آگاهی از رفتار این مواد، اهمیت این تحقیق را دو چندان می کند.