کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5014326 1463181 2017 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Propagation of guided elastic waves in nanoscale layered periodic piezoelectric composites
ترجمه فارسی عنوان
انتشار امواج الاستیکی هدایت شده در کامپوزیت های پیزوالکتریک دوره ای لایه نازک
کلمات کلیدی
کامپوزیت های پیزوالکتریک دوره ای نانو، نظریه بی نظیری پیزو الکتریکی، امواج راهنمایی، منحنی پراکندگی، تبدیل حالت
ترجمه چکیده
این مقاله با امواج الاستیکی هدایت شده در کامپوزیتهای پیزوالکتریک دوره ای لایه نازک پخش می شود. معادلات حرکت موج براساس نظریه پیوستة پیزو الکتریکی غیرخطی مشتق شده و حالت موج متقارن در نظر گرفته شده است. با توجه به شرایط تداوم مقادیر میدان مکانیکی و الکتریکی بر روی رابط بین دو زیر لایه همسایه، ما به دست آوردن رابطه پراکندگی برای تجزیه و تحلیل رفتار امواج هدایت الاستیک و تأثیرات اندازه اندازه نانو. هنگامی که اندازه اثر نانومواد را در نظر بگیریم، یک فرکانس برش ظاهر می شود. تغییرات جابجایی مکانیکی و پتانسیل الکتریکی محاسبه و مورد بحث قرار می گیرد. تأثیرات اندازه اندازه نانو و کسر حجمی در تبدیل حالتها به طور دقیق مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. یافته شده است که تمام منحنی های پراکندگی از جمله مناطق تبدیل حالت تحت فرکانس برش فشرده می شوند. با افزایش نسبت طول های داخلی و خارجی به ویژگی های فرکانس قطع می شود، در حالی که فرکانس و تعداد موج تبدیل حالت کاهش می یابد. تحقیق حاضر می تواند ما را برای کنترل فرکانس برش و تبدیل حالت با تنظیم طول های مشخصه داخلی یا خارجی و قطعه های حجمی نانو کامپوزیت های پیزوالکتریک دوره ای لایه نازک کمک کند. نتایج متناظر ممکن است مبنای نظری برنامه های کاربردی دستگاه نانومقیاس را برای کنترل حالت های موج و فرکانس برش ارائه دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
چکیده انگلیسی
This paper is concerned with the guided elastic waves propagating in nanoscale layered periodic piezoelectric composites. The equations of wave motion based on the nonlocal piezoelectricity continuum theory are derived, and the symmetric wave mode is considered. According to the continuity conditions of the mechanical and electric field quantities on the interface between the two neighboring sub-layers, we obtain the dispersion relation to analyze the behavior of the guided elastic waves and the influences of the nanoscale size-effect. A cut-off frequency appears when taking the nanoscale size-effect into consideration. The variations of the mechanical displacements and the electrical potential are calculated and discussed. The influences of the nanoscale size-effect and the volume fractions on the mode conversions are analyzed in details. It is found that all the dispersion curves including the mode conversion zones are compressed under the cut-off frequency. As the ratio of the internal to external characteristic lengths increases, the cut-off frequency decreases, while the frequency and the wave number of the mode conversion reduce. The present investigation may help us to control the cut-off frequency and the mode conversions by tuning the internal or external characteristic lengths and the volume fractions of the nanoscale layered periodic piezoelectric composites. The corresponding results may provide the theoretical basis for nanoscale wave device applications to control the wave mode conversions and the cut-off frequency.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: European Journal of Mechanics - A/Solids - Volume 66, November–December 2017, Pages 158-167
نویسندگان
, , , , ,