مطالعه رفتار خمشی صفحات کامپوزیتی تقویت شده با نانوصفحات گرافن دارای لایه پیزوالکتریک

گرافن یکی از آلوتروپهای کربن است که برخلاف ساختار ساده و منظم، دارای ویژگیهای منحصر به فردی از جمله استحکام، توانایی رسانش و انعطاف پذیری بالا، در کنار ضخامت بسیار کم است. لذا، در این مقاله رفتار خمشی ورقهای کامپوزیتی تقویت شده با نانوصفحات گرافن احاطه شده با لایه های پیزوالکتریک در سطوح بالا و پایین، بررسی شده است. جهت ارائه یک روش موثر و جامع برای تحلیل این کامپوزیت ها، از یک تئوری تغییر شکل برشی مرتبه بالا بر اساس بسط سری تیلور استفاده شده است. این تئوری قابلیت تبدیل به تئوریهای مرتبه پایینتر را دارد. به منظور برآورد خواص مکانیکی ورق نیز، از روش اصلاح یافته هالپین-تسای (Halpin-Tsai) کمک گرفته شده است. پس از آن معادلات حاکم بر ورق با استفاده اصل همیلتون استخراج شده و در ادامه حل معادله ورق دارای شرایط مرزی تکیه گاه ساده به کمک روش ناویر (Navier) تحت سه نوع بارگذاری متفاوت (یکنواخت، سینوسی و هیدرواستاتیک) ارائه گردیده است. به منظور تایید دقت روش و تئوری، نتایج حاصل از این تحقیق با نتایج موجود مقایسه شده است. این پژوهش نشان میدهد که تئوری استفاده شده، برای ورق های نازک و ضخیم قابل استفاده بوده و نتایج مطلوبی را حاصل می-نماید. همچنین، اثرات جزء وزنی گرافن، نسبت ابعادی، ضخامت ورق، ضخامت لایه پیزوالکتریک و بار گذاری مکانیکی بر خیز ورق بررسی شده است.