حل تحلیلی خمش ورق های چندلایه کامپوزیتی متعامد نوع لوی با لایه های پیزوالکتریک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

ایرانی

چکیده

در مقاله حاضر رفتار استاتیکی ورق های چندلایه کامپوزیتی متعامد که تمام یا بخشی از لایه های آن دارای خاصیت پیزوالکتریسیته است، با استفاده از گسترش روش لوی، بررسی می شود. به کمک روش ارایه شده می توان تغییر شکل چندلایه‌های ترکیبی متعامد مستطیلی شکل را که دو لبه موازی آن‌ها مقید به تکیه گاه ساده و دو لبه دیگر آن‌ها دارای شرایط مرزی دلخواه است، به صورت تحلیلی، مطالعه نمود. معادلات حاکم بر تعادل در قالب تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول ورق‌ها، استخراج و بر حسب نوع کلاس کریستالوگرافی لایه های پیزوالکتریک دسته بندی می شوند. در نهایت، معادلات حاکم بر تعادل با به‌کارگیری رهیافت دقیق فضای حالت حل می شوند. نتایج عددی برای چند مسأله مختلف با بارگذاری های الکترومکانیکی ارایه و در صورت امکان با نتایج حاصل از روش ناویر و نیز نتایج ثبت شده در سایر مقالات مقایسه می شود. علاوه بر این، توانایی روش لوی در تحلیل استاتیکی چندلایه های کامپوزیتی متعامد با لایه های پیزوالکتریک مورد بحث قرار گرفته است. مشاهده می شود که در روش حل لوی امکان منظور کردن همزمان همه نیروها و ممان های پیزوالکتریک میسر نیست. هم‌چنین صحه گذاری نتایج نشان از دقت عالی نتایج عددی دارد.

عنوان مقاله [English]

Analytical Solution for Levy-type Bending of Cross-ply Piezoelectric Composite Laminates

نویسندگان [English]

  • Ali Mohammad Naserian-Nik
  • Masood Tahani
چکیده [English]

In this paper, the Levy-type solution is developed to study the static behavior of the cross-ply piezoelectric laminated composite plates whose all or some of their laminae possess the piezoelectric properties. By the use of the proposed method the behavior of the rectangular cross-ply piezoelectric laminates with at least two simply supported opposite edges can be analytically examined. The governing equations of equilibrium are derived in the framework of the first-order shear deformation plate theory and classified according to the crystallography type of piezoelectric layers. Moreover, limitations of the method for the analysis of this kind of the structures are discussed. Finally, the governing equations of equilibrium are solved analytically with the aid of the state-space approach. The numerical results are compared with those obtained by the Navier method and those obtained by other investigators. It is found that the present results have very good agreements with those obtained by other methods.