حل دقیق استوانه جدار ضخیم ناهمگن پیزومغناطیستحت بار مکانیکی و حرارتی

در این مقاله، رفتار ترموپیزوالاستیک سیلندر جدار ضخیم ساخته شده از مواد تابعی پیزومغناطیس تحت گرادیان دما و بار مکانیکی مورد بررسی قرار گرفته است. برای مدل سازی ماده ناهمگن، تمامی خصوصیات مکانیکی، مغناطیسی و حرارتی ماده به جز ضریب پواسون، به صورت توابع توانی بر حسب مختصات شعاعی در نظر گرفته شده است. سیلندر تحت شرایط مرزی دمای، مغناطیسی و فشار مکانیکی قرار داده می شود. در ابتدا با در نظر گرفتن سیلندر متقارن، گرادیان دما در حالت پایدار با استفاده از معادله انتقال حرارت در یک بعد و در نظر گرفتن شرایط مرزی دمای بدست می آید. سپس با استفاده از تئوری الاستیسیته، حل دقیقی برای بدست آوردن ترم های مختلف مکانیکی و مغناطیسی انجام شده است. با نوشتن روابط تنش و جابجای بر حسب توزیع کرنش، میدانمغناطیسی و دما و سپس جایگذاری در معادلات تعادل مکانیکی و مغناطیسی، دستگاه معادلات دیفرانسیلی ناهمگن بدست می آید. با در نظر گرفتن جواب عمومی و خصوصی، همچنین شرایط مرزی مکانیکی و مغناطیسی حل دقیقی برای بدست آوردن میدان جابجای و پتانسیل مغناطیسی ارائه می شود. با بدست آوردن میدان جابجای و پتانسیل مغناطیسی سایر ترم های مکانیکی و مغناطیسی مانندتنش، کرنش، میدان مغناطیسی و چگالی شار مغناطیسی در جداره سیلندر بدست می آید. با داشتن حل دقیق رفتار مواد پیزومغناطیس ناهمگن، بهینه سازی پارامترهای مورد نظر در کاربرد آن ها مانندسنسورها و راه اندازها به آسانی قابل دستیابی می باشد. گسترشروش حل برای انواع دیگر توابع توزیع نیز وجود دارد. در نهایت، نتایج عددی، تغیرات پارامترهای ناهمگن ماده مورد نظر را مورد بررسی قرار می دهد.

کلیدواژه ها:

پیزو مغناطیس ، مواد ناهمگن ، پارامتر ناهمگن ، آنالیزالاستیک ، حل دقیق