حل عددی ارتعاشات پوسته استوانه ای چند لایه با لایه پیزوالکتریک

در این مقاله رفتار ارتعاشی پوسته­های چندلایه که سطوح داخلی و خارجی آنها مجهز به لایه­های حسگر و عملگر پیزوالکتریک می­باشد بررسی شده است. ابتدا پوسته چندلایه با تکیه­گاه­های ساده به روش تحلیلی بررسی و نتایج حاصل، با نتایج به دست آمده توسط سایر محققین مقایسه شده است. آنگاه حل عددی به روش (gdq) برای پوسته با لایه­های پیزوالکتریک و تکیه­گاه­های ساده، با حل تحلیلی آن مقایسه شده و در ادامه انواع شرایط تکیه­گاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. با استفاده از معادلات حرکت، معادلات بنیادین و روابط کرنش- جابجایی، معادلات حالت- فضا حاصل می­شود که این معادلات با استفاده از تقریب لایه مجزا، به معادلات حالت- فضا با ضرایب ثابت تبدیل خواهند شد. سپس با استفاده از حل این معادلات می­توان فرکانس­های طبیعی پوسته در حالت تکیه­گاه ساده را به دست آورد. در صورتی که تکیه­گاه­ها غیر ساده باشند، حل معادلات دیفراسیل حالت- فضا به روش تحلیلی امکان­پذیر نبوده و باید از روش­های عددی کمک گرفت. روش یک چهارم تفاضلی روش عددی متداولی است که با تعداد کم نقاط نمونه، می­توان به جواب دقیق دست یافت. با استفاده از روش dq ، معادلات دیفرانسیل حالت- فضا حل شده و در نهایت با اعمال شرایط عاری از تراکشن سطوح بالا و پایین، می­توان به فرکانس­های طبیعی دست یافت. در نهایت تأثیر مستقیم و معکوس پیزوالکتریک، نسبت ضخامت لایه کامپوزیت به لایه پیزوالکتریک و نسبت شعاع میانی به ضخامت در رفتار ارتعاشی پوسته مورد بررسی قرار گرفته است