بررسی تاثیر ثابت توانی به‌عنوان معیاری برای طراحی استاتیکی ورق چند لایه پیزوالکتریک هدفمند در بارگذاری حرارتی

در این مقاله، تحلیل ورق پیزوالکتریک هدفمند با لایه‌های پیزوالکتریک تحت گرادیان حرارتی به روش المان محدود مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. برای مدل کردن توزیع پیوسته خواص مکانیکی، الکتریکی و حرارتی در راستای ضخامت، از مدل توانی ساده استفاده‌ شده است. با در نظر گرفتن جملات حرارتی در معادلات مشخصه ماده پیزوالکتریک (جملاتی که باعث جفت شدگی تغییرات دما به خواص پیزوالکتریک می‌شود) و استفاده از فرضیات سینماتیکی تیوری مرتبه اول برشی ورق، معادلات مشخصه ماده پیزوالکتریک بازنویسی شده است. سپس با استفاده از اصل کار مجازی، معادلات حاکم بر یک ورق پیزوالکتریک هدفمند به‌دست‌ آمده و به روش المان محدود حل‌ شده -است. برای حل معادلات از المان هشت گره ای استفاده‌ شده است. نتایج برای سه نوع لایه چینی به ازای بارگذاری‌ حرارتی به‌دست ‌آمده است. نمودارهای خیز و ولتاژ به ازای لایه‌ها و ثابت‌های توانی مختلف در شرایط مرزی مختلف نشان داده‌ شده است. در این مقاله به بررسی تاثیر ثابت توانی بر رفتار استاتیکی (خیز و ولتاژ) ورق هدفمند تحت بارگذاری حرارتی پرداخته می‌شود. بررسی این پاسخ ها می تواند به عنوان معیارها و پارامترهایی برای طراحی سنسورها و مواد هوشمند در محیط های حرارتی در نظر گرفته ‌شود.