مطالعه میکرومکانیکی رفتار الکترو-الاستیک کامپوزیت های حاوی الیاف پیزوالکتریکی با استفاده از روش عددی بدون المان گلرکین

Authors

محمد محمدی اقدم

مهدی عین بیگی

abstract

یک مدل میکرومکانیکی دوبعدی،برپایه فرضیات کرنش صفحه ای توسعه یافته برای مطالعه رفتار الکترو-الاستیک کامپوزیت های پیزوالکتریکی الیافی با پولاریزاسیون عرضی ارائه می گردد.کوچک ترین عضو تکرار شونده از کامپوزیت به عنوان المان نماینده انتخاب می شود که 1/4 از سطح مقطع فایبر را با ماتریسی که آن را در برگرفته به نمایش می گذارد.این کامپوزیت،حاوی الیافی بلند و موازی ازجنس موادپیزوالکتریکی با خواص ایزوتروپیک عرضی است که فرض می شود این الیاف با آرایش مربعی درون زمینه ی پلیمری با خواص ایزوتروپیک، در اتصال کامل می باشند.همچنین ماتریس از لحاظ پیزوالکتریسیته غیرفعال بوده و فرض می شود که اجزای کامپوزیت از رفتار الاستیسیته و الکتریسیته خطی تبعیت می کنند. در این پژوهش، روش عددی بدون المان گلرکین برای حل معادلات حاکم بر مسأله به کار گرفته می شود. در این روش، برای تقریب متغیر میدان از ساختار توابع شکل حداقل مربعات متحرک استفاده می گردد. مقایسه نتایج حاضر با سایر تکنیک های موجود در مقالات چاپ شده، موافقت خوبی را به نمایش می گذارد.نتایج حاکی از این موضوع است که ضریب پیزوالکتریکیe31درحالت پولاریزاسیون عرضی نسبت به همان ضریب در حالت ماده پیزوخالص،بهبود قابل ملاحظه ای را نشان می دهد.بررسی ها نشان می دهدکه در حالت پولاریزاسیون عرضی،الیاف با سطح مقطع بیضوی،میزان حساسیت الکتریکی کامپوزیت را برای یک راستای خاص نسبت به نوع دایروی چندین برابر تقویت می کنند.

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

تحلیل سه‌بعدی خمش ورق هدفمند ضخیم با استفاده از روش بدون المان گلرکین در شرایط مرزی مختلف

در این مقاله روش بدون المان گلرکین، برای تحلیل رفتار استاتیکی سه‌بعدی ورق‌های هدفمند ضخیم ارائه شده است. ضریب پواسون ثابت فرض شده و مدول یانگ در راستای ضخامت ورق، توسط یک تابع نمایی در نظر گرفته شده است. تابع شکل نیز با استفاده از تقریب حداقل مربعات متحرک سه‌بعدی محاسبه شده است. ازآنجایی‌که تقریب حداقل مربعات متحرک فاقد خاصیت دلتای کرونکر است، بنابراین فرم ضعیف گلرکین مقید به کار گرفته شده است....

full text

تعیین ضرایب شدت تنش در صفحات تابعی ارتوتروپیک با روش بدون المان گلرکین

روش‌های تولید مواد تابعی سبب می‌شود رفتار این مواد غیر ایزوتروپ باشد. در این مقاله از روش بدون ­المان گلرکین برای مطالعة شکست مواد تابعی ارتوتروپیک استفاده شده است. در این روش محاسبة عددی مشتق میدان­های اصلی و کمکی کرنش به‌سادگی انجام می­شود، حال آنکه روش المان محدود و فرم توسعه­یافتة آن با مشکلاتی همراه است. به‌علاوه در این مقاله یک انتگرال پایستار جدید برای محاسبة پارامترهای شکست در مواد غیره...

full text

مدل سازی عددی رفتار خمشی کامپوزیت های هیبرید درون لایه ای با استفاده از روش المان محدود

در این پژوهش، رفتار خمشی کامپوزیت های خالص و هیبرید درون لایه ای تقویت شده با الیاف ترد و انعطاف پذیر بر مبنای روش المان محدود مدل سازی شده است. بدین منظور با استفاده از خواص ابعادی، فیزیکی و مکانیکی، کامپوزیت هایی به صورت چهار لایه با آرایش تک جهته در نرم افزار آباکوس مدل سازی و سپس آزمایش خمش سه نقطه ای روی آن ها شبیه سازی شد. در شبیه سازی های انجام شده، خواص مکانیکی لایه های کامپوزیت به صورت...

full text

شبیه‌سازی نشت در بدنه‌ سد خاکی با استفاده از روش عددی بدون شبکه المان طبیعی، مطالعه موردی: سد درودزن

فرسایش داخلی و تراوش در سدهای خاکی یکی از عوامل اصلی شکست سد­­­ بوده و بررسی آن از مسائل مهم در پایش و مراقبت از سد می­باشد؛ ازجمله راهکارهای مؤثر در این زمینه، مدل­سازی عددی تراوش در بدنه سد و مشخص کردن بالاترین خط نشت (فریاتیک) است. به این منظور در تحقیق حاضر از روش بدون شبکه المان طبیعی (NEM) با درون­یاب سیبسون برای مدل­سازی نشت در بدنه سد خاکی درودزن استفاده شد. در ابتدا به‌منظور صحت­سنجی د...

full text

مدل‌سازی عددی رفتار خمشی کامپوزیت‌های هیبرید درون لایه‌ای با استفاده از روش المان محدود

در این پژوهش، رفتار خمشی کامپوزیت‌های خالص و هیبرید درون‌ لایه‌ای تقویت شده با الیاف ترد و انعطاف‌پذیر بر مبنای روش المان محدود مدل‌سازی شده است. بدین منظور با استفاده از خواص ابعادی، فیزیکی و مکانیکی، کامپوزیت‌هایی به‌صورت چهار لایه با آرایش تک جهته در نرم‌افزار آباکوس مدل‌سازی و سپس آزمایش خمش سه‌نقطه‌ای روی آن‌ها شبیه‌سازی شد. در شبیه‌سازی‌های انجام شده، خواص مکانیکی لایه‌های کامپوزیت به‌صور...

full text

تحلیل عددی رفتار ترمومکانیکی میله سوخت (2UO) در حالت پایا با استفاده از روش المان محدود

در طراحی میله سوخت، توانایی پیش­‌بینی قابل‌­اطمینان از عملکرد سوخت به­‌منظور رعایت اصول ایمنی از اهمیت بالایی برخوردار است. برای دستیابی به این هدف، کدهای کامپیوتری مختلفی ارایه شده­اند که هر یک از آن‌ها از مدل‌­های مختلف مکانیکی و روش­‌های مختلف عددی و تحلیلی استفاده می­‌کنند. ‌بر همین اساس، هدف پژوهش حاضر تهیه برنامه‌­ای کامپیوتری به زبان برنامه­‌نویسی فرترن به‌­منظور آنالیز مکانیکی و حرارتی ...

full text

My Resources

Save resource for easier access later


Journal title:
مهندسی مکانیک مدرس

Publisher: دانشگاه تربیت مدرس

ISSN 1027-5940

volume 14

issue 6 2014

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023