تحلیل تنش در باریکه ارتوتروپیک غیر همگن حاوی چندین ترک محدود شده توسط دو لایه پیزوالکتریک

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد/دانشکده فنی مهندسی مکانیک، واحد کرج

2 استادیار دانشکده فنی مهندسی مکانیک،واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی

چکیده

در این مقاله، تحلیل تنش در باریکه ارتوتروپیک با رفتار تابعی محدود شده توسط دو لایه پیزوالکتریک انجام شده است. یکی از روش‌های کارا در حل مسائل محیط‌های تضعیف شده توسط ترکها، استفاده از حل نابجایی است. ابتدا حل نابجایی در باریکه با حل معادله حاکم، اعمال شرایط مرزی و شرایط پیوستگی مربوط به نابجایی بکمک تبدیل فوریه انجام می‌گردد و میدان تنش ارائه می‌گردد. سپس معادلات انتگرالی برای تحلیل مساله چندین ترک در باریکه بدست می‌آید. این معادلات با استفاده از روش عددی مناسب حل می‌گردند تا ضریب شدت تنش در نوک ترک بدست آید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Volterra, V., “Sur Pe'quilibre Des Carps Elastiques Multiplement Connexes”, Annales Scientifiques De l’Ecole Normale Superiure, Paris, Series 3, Vol. 24, pp. 401-517,(1907).

 

[2] Narita, F., and Shindo, Y., “Scattering of Antiplane Shear Waves by a Finite Crack in Piezoelectric Laminates”, Acta Mechanica, Vol. 134, pp. 27-73, (1999).

 

[3] Lee, J. S., Kwon, S. M., Lee, K. Y., and Kwon, J. H., “Anti-plane Interfacial Yoffe-crack between a Piezoelectric and Two Orthotropic Layers”, European Journal of Mechanics A/Solids, Vol. 21, pp. 483-492, (2002).

 

[4] Kwon, S. M., Lee, J. S., and Lee, K. Y., “Moving Eccentric Crack in a Piezoelectric Strip Bonded to Elastic Half Planes”, International Journal of Solids and Structures, Vol. 39, pp. 4395-4406, (2002).

 

[5] Kwon, S. M., Son, M. S., and Lee, K. Y., “Transient Behavior in a Cracked Piezoelectric Layered Composite: Anti-plane Problem”, Mechanics of Materials, Vol. 34, pp. 593-603, (2002).

 

[6] Zhao, X., Meguid, S. A., and Liew, K. M., “The Transient Response of Bonded Piezoelectric and Elastic Half Space with Multiple Interfacial Collinear Cracks”, Acta Mechanica, Vol. 159, pp. 11-27, (2002).

 

[7] Ueda, S., “Crack in Functionally Graded Piezoelectric Strip Bonded to Elastic Layers under Electromechanical Loading”, Theoretical and Applied Fracture Mechanics, Vol. 40, pp. 225-236, (2003).

 

[8] Kwon, S. M., and Lee, K.Y., “Steady State Crack Propagation in a Piezoelectric Layer Bonded between Two Orthotropic Layers”, Mechanics of Materials, Vol. 35, pp. 1077-1088, (2003).

 

[9] Chen, J., Soh, A. K., Liu, J., and Liu, Z. X., “Transient Anti-plane Crack Problem of a Functionally Graded Piezoelectric Strip Bonded to Elastic Layers”, Acta Mechanica, Vol. 169, pp. 87-100, (2004).

 

[10] Zhong, X. C., and Li, X. F., “A Finite Length Crack Propagating Along the Interface of Two Dissimilar Magnetoelectroelastic Materials”, International Journal of Engineering Science, Vol. 44, pp. 1394-1407, (2006).

 

[11] Cheng, Z., and Zhao, X., “Fracture Analysis of a Functionally Graded Piezoelectric Coating with Viscoelastic Interfaces”, IEEE, pp. 408-411, (2009).

 [12] Li, Y. D., and Lee, K. Y., “Interaction between an Electrically Permeable Crack and the Imperfect Interface in a Functionally Graded Piezoelectric Sensor”, International Journal of Engineering Science, Vol. 47, pp. 363-371, (2009).

 

[13] Mousavi, S. M., and Paavola, J., “Analysis of Cracked Functionally Graded Piezoelectric Strip, International Journal of Solids and Structures”, Vol. 50, pp. 2449–2456, (2013).

 

[14] Asadi, E., Fariborz, S. J., and Fotuhi A. R., “Anti-plane Analysis of Orthotropic Strips with Defects and Imperfect FGM Coating”, European Journal of Mechanics A/Solids, Vol. 34, pp. 12-20, (2012).

 

[15] Bayat, J., Ayatollahi, M., and Bagheri, R., “Fracture Analysis of an Orthotropic Strip with Imperfect Piezoelectric Coating Containing Multiple Defects”, Theoretical and Applied Fracture Mechanics, Vol. 77, pp. 41–49, (2015).

 

[16] Bagheri, R., Ayatollahi, M., and Mousavi, S.M., “Analysis of Cracked Piezoelectric Layer with Imperfect Non-homogeneous Orthotropic Coating”, International Journal of Mechanical Sciences, Vol. 93, pp. 93–101, (2015).

 

[17] Delale, F., and Erdogan, F., “The Crack Problem for a Nonhomogeneous Plane”, Journal of Applied Mechanics, Vol. 50, pp. 609-614, (1983).

 

[18] Korsunsky, A. M., and Hills, D. A., “The Solution of Crack Problems by using Distributed Strain Nuclei”, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, Vol. 210, No. 1, pp. 23-31, (1996).

 

[19] Erdogan, F., Gupta, G. D., and Cook, T. S., “Numerical Solution of Singular Integral Equations, Method of Analysis and Solution of Crack Problems” , Edited by G. C. Sih, Noordhoof, Leyden, Holland, (1973).

 

[20] Faal, R. T., Fotuhi, A. R., Fariborz, S. J., and Daghyani, H. R., “Antiplane Stress Analysis of an Isotropic Wedge with Multiple Cracks”, International Journal of Solids and Structures, Vol. 41, pp. 4535-4550, (2004).