تحلیل استاتیکی پوسته‌های کامپوزیتی چندلایه هوشمند با در نظر گرفتن اثر برشی عملگر پیزوالکتریک با استفاده از روش ایزوژئومتریک

تحلیل‌های استاتیکی و ارتعاش آزاد پوسته‌های با شکل دلخواه چندلایه کامپوزیتی بر اساس روش تحلیل ایزوژئومتریک و با در نظر گرفتن تغییرشکل‌های برشی موضوع این مقاله است. در روش ایزوژئومتریک به کار رفته در این تحقیق از توابع پایه غیریکنواخت کسری بی اسپلاین (نربز) از مرتبه‌‌های مختلف برای تعریف هندسه پوسته و نیز تقریب‌زدن متغیرهای مجهول استفاده شده است. برای احتساب تغییرشکل‌های برشی از نظریه برشی مرتبه اول یا نظریه رایزنر میندلین استفاده شده است. در روش پیشنهادی علاوه بر سه درجه آزادی مربوط به جابجایی برای تعریف دو درجه آزادی چرخشی مستقل و همچنین به‌منظور محاسبه دقیق بردار نرمال سطح میان پوسته از مفهوم نقاط مهار استفاده شده است. همچنین در تحلیل پوسته‌های چندلایه از نظریه تک‌لایه معادل استفاده شده است. از آنجا که بررسی کارایی و دقت روش تحلیل ایزوژئومتریک در حل پوسته‌های با شکل دلخواه چندلایه کامپوزیتی جزو اهداف اصلی این مقاله است، مثال‌های متعدد عددی آورده شده و با سایر منابع موجود مقایسه گردیده است. نتایج بدست آمده موید دقت مطلوب و کارایی روش پیشنهادی است.

Static analysis of laminated composite smart shells with considering the effect of the shear piezoelectric actuator using the isogeometric approach

Investigation of effects of the piezoelectric shear actuator on the static response of crossply laminated composite smart shells by using the isogeometric approach is the subject of this paper. In the analysis of laminated smart shells, the MindlinReissner theory (firstorder shear deformation theory) is used. The isogeometric approach has here been employed that utilizes the NonUniform Rational BSplines (NURBS) of various orders to approximate the variables defining the geometry of smart shell as well as the unknown functions. In this research, the effect of different boundary conditions on structural transverse deformation by applying electric field has been studied. In the considered cases, smart shells possess two simply supported parallel edges while the other two edges are considered as a combination of free, clamped or simple supports. Also, study of the shear effects of the piezoelectric actuator on various factors, including the radius of curvature of the shell as well as the simultaneous mechanical and electrical loadings are amongst the objects of this article. To demonstrate the efficiency and accuracy of the isogeometric approach in the study of shear effects of the piezoelectric actuators, several numerical examples are presented and the obtained results indicate the desirability of the proposed approach.