حل تحلیلی کمانش ورق قطاعی متخلخل با لایه های پیزوالکتریک در حالت مدار باز و مدار بسته

در این مقاله، به تحلیل کمانش ورق قطاعی حلقوی متخلخل با دو لایه پیزوالکتریک تحت بار فشاری یکنواخت برای شرایط مرزی الکتریکی مدار بسته و مدار باز با استفاده از تئوری برشی مرتبه اول پرداخته شده است. میدان الکتریکی حاکم بر ماده پیزوالکتریک به گونه ای در نظر گرفته شده که علاوه بر ارضای معادله ماکسول، شرط مرزی الکتریکی مدار باز و مدار بسته نیز ارضا گردد. معادلات کوپل بدست آمده از اصل حداقل انرژی پتانسیل و معیار تعادل همسایگی با تعریف یکسری توابع کمکی به دو معادله مستقل از هم تبدیل شده و با اعمال شرایط مرزی تکیه گاه ساده روی لبه های مستقیم ورق، شرایط مرزی ساده (S)، گیردار (C) و آزاد(F) روی لبه های منحنی ورق و شرط مرزی الکتریکی مدار باز و مدار بسته، بار بحرانی کمانش ورق بدست آمده است. اعتبارسنجی روش حل، با صفر بودن قرار دادن ضخامت لایه پیزوالکتریک و ضریب تخلخل ماده متخلخل انجام شد. از نتایج بدست آمده مشاهده شد که برای همه شرایط مرزی با افزایش ضخامت لایه پیزوالکتریک، بار بحرانی کمانش افزایش می یابد و بار بحرانی کمانش در حالت مدار باز همواره بیشتر از حالت مدار بسته می باشد. همچنین افزایش میزان تخلخل موجود در ورق به کاهش بار بحرانی کمانش منجر می شود.