مطالعه میکرومکانیکی تاثیرات فاز میانی پیزوالکتریکی بر خواص موثر مغناطیسی-الکتریکی-الاستیک کامپوزیت های هوشمند

در این مطالعه با استفاده از مدل میکرومکانیکی سلول واحد، تاثیرات ضخامت فاز میـانی پیزوالکتریکـی بـر رفتـار جفت شده مغناطیسی-الکتریکی-الاستیک کامپوزیت هاي پیزومغناطیس بررسی شـده اسـت. در ایـن کامپوزیـت، فیبر کربن و کوبالت فریت به ترتیب به عنـوان هسـتهي فیبـر پیزوالکتریـک و زمینـه ي پیزومغنـاطیس اسـتفاده میشوند. پوسته ي پیزوالکتریکی PZT-7A به عنوان پوشش هسته ي کربنی استفاده میشود. خـواص فیبرهـا بـا توجه به جهت قطبِش فیبرهاي پیزوالکتریک و پیزومغناطیس به دست آمده اند. با استفاده از مدل میکرومکـانیکی و المان حجمی نماینده دو بعدي تنش هاي موثر، خواص میدان الکتریکی و مغناطیسی محاسبه شده اند. بـا اعمـال نیروها در جهت هاي میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی القایی بر المان حجمی نماینده، به ترتیـب کـرنش هـاي درون صفحه اي و ثوابت پیزوالکتریک و پیزومغناطیسی متناظر با آنها به دست می آیند. خواص ایـن کامپوزیـت در ضخامت هاي موثر مختلف محاسبه شده است. ضخامت موثر به صورت نسبت ضخامت پوسته بـه شـعاع خـارجی فیبر تعریف میشود. نتایج نشان دهنده ي تاثیرات قابل توجه فاز میانی بر خواص مغناطیسی-الکتریکـی-الاسـتیک نهایی کامپوزیت است. با مقایسه ي نتایج به دست آمده از روش سلول واحد با نتایج مطالعـه انجـام شـده توسـط روش میکرومکانیکی بر پایه ي تغییرات مجانبی المان محدودي، درستی نتایج روش سلول واحد دیده شده است.

Keywords:

میکرومکانیک , سلول واحد , فاز میانی , پیزوالکتریک , پیزومغناطیس