تحلیل خمش سه بعدی پوسته های استوانه ای پیزوالکتریک بر پایه نظریه های مرتبه بالا

در این مقاله، تحلیل خمشی پوسته های استوانه ای پیزوالکتریک، ارائه می شود. با استفاده از روابط کرنش جابه جایی غیرخطی دانل1 و بهره گیری از نظریه های مرتبه بالای پوسته برای منظور کردن تنشهای برشی عرضی و با کمینه سازی تابع پتانسیل، دستگاه معادلات سیستم استخراج می شود. از روش اجزای محدود برای حل معادلات استفاده می شود. علی رغم استفاده از المان دوبعدی چهارگرهی در مختصات استوانه ای، تحلیل به صورت سه بعدی است. با در نظر گرفتن المان هرمیتی برای جابه جایی شعاعی، هر نوع شرط مرزی اعم از گیردار یا مفصلی قابل اعمال است. همچنین از تابع پتانسیل الکتریکی مرتبه دو در راستای ضخامت برای تعیین توزیع پتانسیل الکتریکی استفاده می شود. درنهایت، نتایج حل اجزای محدود با نتایج نظریه کلاسیک و حل الاستیسیته پوسته استوانه ای پیزوالکتریک تحت بارگذاری های مختلف الکترومکانیکی مقایسه می شود. مقایسه نتایج برای شرایط بررسی شده، بیانگر دقت بیشتر این روش نسبت به روش های المان محدود ارائه شده در این زمینه و نیز امکان بالا بردن توانایی حمل بار پوسته از طریق به کارگیری توزیع مناسب پتانسیل الکتریکی در راستای ضخامت آن است.