تحلیل دوبعدی الکتروالاستیک استوانه های جدار ضخیم پیزوالکتریک با استفاده از نظریه های تغییر شکل برشی و پتانسیل الکتریکی مرتبه ی یک

امروزه، عملگرها و حسگرها، جایگاه ویژه ای در جهان علم و صنعت دارند. بنابراین تحلیل الکتروالاستیک مواد پیزوالکتریک از موضوعات مورد توجه ی پژوهشگران بوده تا بتوانند درک صحیحی از رفتار سازه ها بیابند و با بهینه سازی آنها، گام موثری در طراحی و ساخت سازه ها بردارند. در پژوهش حاضر با استفاده از روش انرژی، نظریه ی تغییر شکل برشی مرتبه ی یک و نظریه ی پتانسیل الکتریکی مرتبه ی یک، معادلات حاکم بر استوانه ی جدار ضخیم ساخته شده از مواد پیزوالکتریک که تحت بارگذاری الکتریکی و مکانیکی در لایه های داخلی و خارجی استوانه و دارای شرایط مرزی مختلف در دو سر استوانه، استخراج شده است. سپس یک حل تحلیلی و ریاضی برای دستگاه معادلات حاکم بر پوسته ی استوانه ای ارایه می شود و با استفاده از این حل، نتایج مربوط به رفتار الکترومکانیکی استوانه برای شرایط مرزی مختلف الکتریکی و مکانیکی استخراج شده و با نتایج عددی حاصل از روش اجزای محدود مقایسه و بررسی می شوند. حل تحلیلی ارایه شده در این پژوهش، زیرمجموعه ی حل های سری گونه نیست و نیاز به بررسی همگرایی پاسخ ندارد. هم چنین حل ارایه شده، از حجم محاسباتی کم تری نسبت به حل های سری گونه برخوردار است. نتایج به دست آمده از دو روش تحلیلی و عددی، دارای تطابق خوبی بوده و نشان می دهند که حل تحلیلی ارایه شده با دقت مطلوب، قابل استفاده می باشد.