×

多层横向各向同性压电介质的轴对称解。 (英语) Zbl 1410.78033号

摘要:通过引入精确积分算法(PIA)和混合变量形式技术,考虑任意层数、轴对称压电场分量的变化,包括弹性位移、垂直法向应力,研究了柱坐标系中沿对称轴的电势和电位移。压电场是由均匀分布在圆形区域上的机械或电气类型的垂直载荷引起的。借助混合变量公式,结合Hankel积分变换和相应的矩阵代数运算,将以位移和电势表示的控制平衡偏微分方程化简为一阶常微分矩阵方程。作为一种高精度的算法,PIA可用于评估变换域中获得的常微分矩阵方程。通过对Hankel积分变换进行反演,可以获得物理域中的力学量和电学量。以一个基准示例为例,与文献中的结果进行比较,验证了所提技术的适用性和性能。通过数值算例说明了材料各向异性程度和分层参数的影响。

MSC公司:

78M25型 光学数值方法(MSC2010)
65N99型 偏微分方程边值问题的数值方法
2015年1月74日 固体力学中的电磁效应
78A48型 复合介质;光学和电磁理论中的随机介质
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Cady,W.G.,《压电:晶体中机电现象的理论和应用简介》(1964年),多佛出版社:纽约多佛出版社
[2] Sosa,H。;Castro,M.,压电层合结构的电弹性分析,应用。机械。修订版,46,21-28(1993)
[3] Chen,T.,Green函数与压电介质中的非均匀变换问题,Mech。Res.Commun.公司。,20, 271-278 (1993) ·Zbl 0773.73077号
[4] Chen,T。;Lin,F.,各向异性压电格林函数导数的数值计算,Mech。Res.Commun.公司。,20, 501-506 (1993) ·Zbl 0925.73737号
[5] Chen,T。;Lin,F.,三维各向异性压电固体的边界积分公式,计算。机械。,15, 485-496 (1995) ·Zbl 0826.73066号
[6] Dunn,M.L.,横观各向同性压电介质的电弹性格林函数及其在夹杂和非均匀性问题求解中的应用,国际工程科学杂志。,32, 119-131 (1994) ·Zbl 0798.73046号
[7] 王,Z。;Chen,G.,压电材料空间轴对称问题的一般解及其应用,应用。数学。机械。,15, 615-626 (1994) ·Zbl 0824.73058号
[8] 王,Z。;Zheng,B.,压电介质中三维问题的一般解,国际固体结构杂志。,32, 105-115 (1995) ·Zbl 0865.73050号
[9] 梁,J。;Han,J。;王,B。;Du,S.,含椭圆夹杂各向异性压电材料的电弹性建模,国际固体结构杂志。,32, 2989-3000 (1995) ·Zbl 0867.73070号
[10] Chen,T。;Lin,F.,三维各向异性压电固体的边界积分公式,计算。机械。,15, 485-496 (1995) ·Zbl 0826.73066号
[11] 邓恩,M.L。;Wienecke,H.A.,横观各向同性压电固体的格林函数,国际固体结构杂志。,33, 4571-4581 (1996) ·Zbl 0919.73293号
[12] 邓恩,M.L。;Wienecke,H.A.,横观各向同性压电固体的半空间格林函数,J.Appl。机械。,66, 675-679 (1999)
[13] Lee,H.J。;Saravanos,D.A.,热电复合梁的耦合分层分析,AIAA J.,341231-1237(1996)·Zbl 0900.73263号
[14] Lee,H.J。;Saravanos,D.A.,智能多层热压电复合板的广义有限元公式,国际固体结构杂志。,34, 3355-3371 (1997) ·Zbl 0942.74647号
[15] Michelitsch,T.,六边形无限介质电弹性格林函数的计算,Z。Phys。B冷凝。Matter,104,497-503(1997)
[16] 丁·H。;陈,B。;Liang,J.,关于两相横观各向同性压电介质的格林函数,国际固体结构杂志。,34,3041-3057(1997年)·Zbl 0942.74555号
[17] Chen,W。;Shioya,T。;Ding,H.,横向各向同性压电半空间上刚性锥形冲头的弹性电场,J.Appl。机械。,66, 764-771 (1999)
[18] Karapetian,E。;Sevostianov,I。;Kachanov,M.,无限和半无限横向各向同性压电固体中的点力和点电荷,Philos。Mag.B,80,331-359(2000)
[19] 潘,E。;袁福刚,各向异性压电双材料中的三维格林函数,国际工程科学杂志。,38, 1939-1960 (2000)
[20] 潘,E。;Tonon,F.,各向异性压电固体中的三维格林函数,国际固体结构杂志。,37943-958(2000年)·Zbl 0977.74025号
[21] 王,Q。;魁克,S.T。;Sun,C.T。;刘欣,压电耦合圆板分析,智能材料。结构。,10, 229-239 (2001)
[22] 王,B。;Noda,N.,压电多层膜的轴对称变形,Philos。杂志A,81,1009-1019(2001)
[23] Ikeda,T.,《压电原理》(1996),牛津科学出版物:牛津科学出版物
[24] 丁海杰。;Chen,W.Q.,《压电弹性的三维问题》(2001),Nova Science Publishers:Nova科学出版社,纽约
[25] Pan,E.,具有一般边界条件的各向异性压电半空间的Mindlin问题,(伦敦皇家学会学报A:数学、物理和工程科学,458(2002)),181-208·Zbl 1047.74015号
[26] Pan,E.,量子点周围的弹性场和压电场:全耦合或半耦合模型,J.Appl。物理。,91, 3785-3796 (2002)
[27] Wang,J。;方,S。;Chen,L.,多层压电介质空间轴对称问题的状态向量法,国际固体结构杂志。,39, 3959-3970 (2002) ·Zbl 1049.74558号
[28] Gautschi,G.,《压电传感》(2002年),《施普林格-弗拉格:施普林格·柏林-海德堡》
[29] 刘,Y。;Fan,H.,用边界元法分析薄压电固体,计算。方法应用。机械。工程,191,2297-2315(2002)·Zbl 1131.74342号
[30] 潘,E.,各向异性压电双材料中的一些新的三维格林函数,电子。J.约束。元素。,1, 236-269 (2003)
[31] Taciroglu,E。;刘,C。;Dong,S。;Chun,C.,用半解析有限元法分析轴对称机械和电气载荷下的叠层压电圆柱,国际固体结构杂志。,41, 5185-5208 (2004) ·Zbl 1179.74042号
[32] 杨,B。;潘,E。;Tewary,V.K.,多层各向异性压电结构对点力和点电荷的静态响应,Smart Mater。结构。,13, 175-183 (2004)
[33] 丁·H。;Chen,W。;蒋,A.,横观各向同性压电材料的格林函数和边界元法,工程分析。已绑定。元素。,28, 975-987 (2004) ·Zbl 1112.74550号
[34] 徐世平。;高,Y。;Wang,W.,关于横观各向同性压电板的边界条件,Mech。Res.Commun.公司。,34, 480-487 (2007) ·兹比尔1192.74231
[35] 李,X。;Wang,M.,无限各向异性压电介质的三维格林函数,国际固体结构杂志。,44, 1680-1684 (2007) ·Zbl 1155.74339号
[36] Qin,Q.H.,《多场材料的格林函数和边界元》(2007),爱思唯尔出版社:牛津
[37] 《压电理论专题》(Yang,J.,《压电原理专题》(2009),施普林格出版社:施普林格伦敦)·兹比尔1186.78004
[38] Yang,F.,半无限压电材料轴对称压痕的分析:接触刚度和有效压电常数的评估,J.Appl。物理。,103,第074115条pp.(2008)
[39] 徐世平。;高,Y。;Wang,W.,三维横观各向同性压电体通解的完备性,国际固体结构杂志。,45, 5118-5126 (2008) ·Zbl 1169.74397号
[40] 李晓云。;吴杰。;丁海杰。;陈伟强,功能梯度横观各向同性压电圆板在拉伸和弯曲作用下的三维解析解,国际工程科学杂志。,49, 664-676 (2011)
[41] 张,Q。;赵,M.F.C;Pan,E.,三维压电介质中三角形元件上均匀载荷的基本解,应用。数学。型号。,38, 4778-4795 (2014) ·Zbl 1428.74074号
[42] 宋,C。;Wolf,J.P.,《比例边界有限元法——弹性动力学的一致无穷小有限元单元法》,计算。方法应用。机械。工程,147,329-355(1997)·Zbl 0897.73069号
[43] Wolf,J.P。;Song,C.,《比例边界有限元法——入门:导数,计算》。结构。,78, 191-210 (2000)
[44] 宋,C。;Wolf,J.P.,《比例边界有限元法——入门:求解程序》,计算。结构。,78, 211-225 (2000)
[45] C.伯克。;Behnke,R.,层状土壤中三维动态土-结构相互作用的修正比例边界有限元法,国际J·数值。方法工程,89,371-402(2012)·Zbl 1242.74095号
[46] 李,C。;Man,H。;宋,C。;Gao,Q.,压电材料的断裂分析,使用比例边界有限元法,工程分形。机械。,97, 52-71 (2013)
[47] 李,C。;宋,C。;Man,H。;Ooi,E.T。;Gao,Q.,使用SBFEM对压电复合材料中的裂纹和界面裂纹进行二维动态分析,国际固体结构杂志。,512096-2108(2014)
[48] Man,H。;宋,C。;高奇。;Tin-Loi,F.,使用缩放边界有限元法对压电板进行半分析,计算。结构。,137, 47-62 (2014)
[49] 钟伟新。;Lin,J.H。;Gao,Q.,分层材料中波传播的精确计算,国际数字杂志。方法工程,60,11-25(2004)·Zbl 1060.74679号
[50] 林·G。;韩,Z。;钟,H。;Li,J.,任意各向异性层状半空间上刚性条形基础动力阻抗的精细积分方法,土壤动力学。接地q。工程,49,96-108(2013)
[51] 林·G。;韩,Z。;Li,J.,分层半空间表面基础动力阻抗的有效方法,土壤动力学。接地q。工程,49,39-51(2013)
[52] 张,P。;刘杰。;林·G。;Wang,W.,多层横向各向同性介质的轴对称动力响应,土壤动力学。接地q。工程师,78,1-18(2015)
[53] 张,P。;林·G。;刘杰。;Wang,W.,多层横观各向同性介质对轴对称荷载的响应,国际期刊数字。分析。方法地质力学。,40, 827-864 (2016)
[54] Sneddon,I.N.,《积分变换的使用》(1972),McGraw-Hill:McGraw-Hill纽约·Zbl 0237.44001号
[55] 杨,B。;Tewarve,V.K.,多层各向异性弹性和压电材料中线和表面缺陷的高效格林函数建模,计算。模型。工程科学。,15, 165-177 (2006)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。