نشریه مهندسی مکانیک ایران

نشریه مهندسی مکانیک ایران

تحلیل دینامیکی نیم لایه ارتوتروپیک غیر همگن دارای حفره و ترک با در نظر گرفتن اثرات پیزوالکتریک

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان
1 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران
3 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران
چکیده
در این مقاله، به تحلیل تنش الاستودینامیکی در یک نیم لایه ارتوتروپیک غیرهمگن حاوی حفره و ترک، با در نظر گرفتن اثرات لایه پیزوالکتریک پرداخته شده است. بارگذاری به‌صورت دینامیکی و خارج از صفحه بوده و محیط به‌صورت الاستیک خطی مدل‌سازی شده است. با به‌کارگیری روش نابجائی ولترا، که روشی مؤثر در تحلیل پارامترهای مکانیک شکست در محیط‌های دارای ترک و حفره است، میدان تنش در نیم‌لایه‌ی ارتوتروپیک غیرهمگن در حضور نیم‌لایه‌ای از جنس ماده پیزوالکتریک مورد تحلیل قرار گرفته است. ابتدا، پاسخ نابجائی با حل معادله حاکم، اعمال شرایط مرزی و پیوستگی و استفاده از تبدیل فوریه در محیط غیرهمگن به‌دست آمده است. سپس میدان تنش ناشی از نابجائی استخراج و با بهره‌گیری از اصل باکنر، دستگاه معادلات انتگرالی عیوب فرموله شده است. این معادلات تکین از نوع کوشی هستند و به‌صورت عددی حل می‌شوند. پس از به‌دست آوردن توزیع نابجائی، ضرایب شدت تنش در نوک ترک‌ها و توزیع تنش در اطراف حفره محاسبه شده است. نتایج نشان می‌دهد که ضرایب شدت تنش در نوک ترک-ها و توزیع تنش در اطراف حفره‌، به عوامل هندسی، مواد و اندرکنش‌های ترک‌ها وابسته است، و نوآوری این مقاله در بهره‌گیری از روش نابجائی و تصویرسازی برای تحلیل دقیق این اثرات است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


  • تاریخ دریافت 16 اردیبهشت 1404
  • تاریخ بازنگری 18 تیر 1404
  • تاریخ پذیرش 28 تیر 1404