تحلیل عددی خمش صفحات چهارگوش کامپوزیتی با لایه های پیزوالکتریک با استفاده از نرم افزار MATLAB و ABAQUS

استفاده از مواد پیزوالکتریک در صنایع مختلف روز به روز در حال افزایش است. یکی از این کاربردها به صورت حسگرها و عملگرها در ساختار مواد برای تشخیص عیوب و لرزشها است. مواد کامپوزیتی هوشمند هر گونه تغییر شکل در سازه را حس کرده و عکس العمل مناسب برای جبران تغییر شکل را انجام میدهند. در این پژوهش، به بررسی و تحلیل ریز ساختاری خمش صفحات چهارگوش کامپوزیتی با ضمیمه لایه های پیزوالکتریک به کمک نرم افزار MATLAB و ABAQUS نسخه 6/11 پرداخته میشود. ورق میانی یک بارایزوتروپ و بار دیگر ارتوتروپ در نظر گرفته شده و خمش ورق تحت اثر بارگذاری های یکنواخت و در حضور خاصیت پیزوالکتریک به کمک روش کانتروویچ توسعه یافته بررسی شده است. تحلیل بر اساس فرضیات تئوری مرتبه اول تغییر شکل برشی صورت گرفته و به حل مکانیزم پیزوالکتریک محدود شده است. با استفاده از روش گالرکین و به کمک روش کانتروویچ، معادلات حرکت ورق که به صورت دستگاه معادلات دیفرانسیل وابسته غیرخطی می باشند، به یک دستگاه معادلات دیفرانسیل خطی کوپل شده تبدیل شده اند. این معادلات بهکمک روش اپراتور، غیر کوپل و سپس حل شده اند. درستی نتایج حاصل، برای ورق کامپوزیت تحت شرایط تکیه گاهی متفاوت با نتایج حاصل از حل با نرم افزار اجزای محدود ABAQUS و همچنین تحلیل بر مبنای فرضیات تئوری کلاسیک صفحات مقایسه و تأیید شدهاست. نتایج نشان میدهد که روش کانتروویچ، روش دقیقی برای حل معادلات مربوطه بوده و پاسخ ها به سرعت هم گرا می شوند.