Crack tip electric polarization saturation of a thermally loaded penny-shaped crack in an infinite thermo-piezo-elastic medium

در مقاله حاضر، اشباع پلاریزاسیون الکتریکی در جلوی یک کرنش شکل پرمخاطبی گرمایشی در محیط بی نهایت ترمو پیزو الاستیسیک در هر دو روش تحلیلی و عددی بررسی شده است. این کرک تقریبا به صورت الکتریکی نیمه نفوذ پذیر است و میدان الکتریکی در حفره کراک در نظر گرفته شده است. یک راه حل تحلیلی تقریبی برای مسئله کرنش غیر خطی در حال حاضر بر اساس مدل اشباع قطبش الکتریکی الکتریکی همراه با راه حل های اساسی برای دو مشکل ترشح بارگذاری متمرکز است. علاوه بر این، جابجایی سطحی پالایش شده، پتانسیل الکتریکی سطح جرقه و جابه جایی الکتریکی در خارج از کرک نیز در فرم های بسته ارائه می شود. اعتبار راه حل تحلیلی با استفاده از روش گسسته عددی همراه با رویکرد تکراری بررسی می شود. توافق خوب مشاهده شده است. تأثیر برخی از ثابت های مؤثر بر میدان الکتریکی زدایی از نظر عددی نشان داده شده است. یک فرمول تجربی برای محدوده زاویه بازده الکتریکی در نوک کرک توسعه یافته است. با توجه به کاربرد گسترده ای از سرامیک های پیزوالکتریک در محیط های حرارتی مختلف، تحلیل حاضر می تواند به عنوان مرجع برای طراحی سازه های مختلف هوشمند رسانه های پیزوالکتریک استفاده شود.