کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5021780 1469372 2017 27 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Micromechanical modeling of thin composite and reinforced magnetoelectric plates - Effective electrical, magnetic, thermal and product properties
ترجمه فارسی عنوان
مدل سازی میکرومکانیکی ورق های کامپوزیت نازک و تقویت شده - خواص الکتریکی، مغناطیسی، حرارت و محصول
کلمات کلیدی
صفحات تقویت شده مغناطیسی الکتریکی، همگن سازی همبستگی، خواص موثر، خواص محصول، صفحه ساندویچ، صفحات مورب محکم، صفحات تقویت شده مثلثی،
ترجمه چکیده
معادلات ماکسول و معادلات نیروی پویا و تعادل حرارتی برای توسعه یک مدل همگن سازی همبستگی برای تحلیل و طراحی صفحات کامپوزیتی و تقویت شده مغناطیس الکتریکی استفاده می شود. مدل توسعه یافته مجموعه ای از مشکلات سلول واحد است که راه حل آن می تواند تعیین ضریب موثر ساختار همگن شده باشد. از اهمیت ویژه ای در بین ضرایب موثر خواص محصول است که در ساختار ماکروسکوپی ظاهر می شوند، اما معمولا توسط اجزای فرد نمایش داده نمی شوند. نمونه هایی از خواص مؤثر، ضریب مغناطیس الکتریکی، نیروی الکتریکی و فیزیکی است. این مدل با استفاده از چندین نمونه از قبیل صفحات مغناطیسی مورب محدود، صفحات تقویت شده با ترتیب مثلثی از دنده ها، صفحات مغناطیس الکتریکی تقویت شده ویفر و صفحات ساندویچ سه لایه، نشان داده شده است. از ماهیت ساختارهای در نظر گرفته شده، نشان داده شده است که عملی تر است اگر یک سلول واحد پایه ای که تنها از یک رد قاعده یک طرفه و یک صفحه پایه به طور ابتدایی تحلیل می شود. سپس خواص مؤثر ساختارهای مغناطیس الکتریکی با خانواده های بیشتری از دنده ها می تواند با استفاده از ابررسانا بدست آید. در این مقاله نشان داده شده است که ضرایب موثر و همچنین متغیرهای میدان، توابع زمان هستند و ثابت نیستند که از سوی دیگر مدل پیش بینی شده است. در حقیقت، نشان داده شده است که مدل های دیگر نمونه های خاصی از مدل است که در اینجا آورده شده است، وقتی هدایت الکتریکی نادیده گرفته می شود و توابع زمانی ذکر شده به وسیله ادغام آنها در کل طیف زمان، به طور متوسط ​​زمان می گیرند. بنابراین، این مقاله به طور کلی علاوه بر ادبیات موجود در زمینه هندسه های پیچیده ای است که می تواند طراحی و تجزیه و تحلیل و در عین حال یک پالایش مهم در کار قبلی است. در واقع، کار حاضر اجازه طراحی و تجزیه و تحلیل یک بشقاب مغناطیس الکتریکی به طور کامل و یا صفحه ساندویچ با هر ترتیب مورد نظر از سازنده / تقویت کننده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی (عمومی)
چکیده انگلیسی
Maxwell's equations and the equations of dynamic force and thermal balance are used to develop an asymptotic homogenization model for the analysis and design of magnetoelectric composite and reinforced plates. The developed model generates a set of unit cell problems the solution of which enables the determination of the effective coefficients of the homogenized structure. Of particular importance among the effective coefficients are the product properties which are manifested in the macroscopic structure but are not usually exhibited by the individual constituents. Examples of effective properties are the magnetoelectric, pyroelectric and pyromagnetic coefficients. The model is illustrated by means of several examples such as diagonally restrained magnetoelectric plates, plates reinforced with a triangular arrangement of ribs, wafer reinforced magnetoelectric plates and three-layered sandwich plates. From the nature of the structures considered, it is shown that it is more practical if a basic unit cell consisting of only a single arbitrarily oriented rib and a base plate is analyzed first. Then, the effective properties of magnetoelectric structures with more families of ribs can be obtained by superposition. It is shown in this paper that the effective coefficients as well as the field variables are functions of time and are not constants as predicted by other models. In fact, it is shown that other models are special cases of the model derived here when electrical conductivity is ignored and the aforementioned temporal functions are time-averaged by integrating them over the entire time spectrum. Thus, overall, this paper represents an important addition to the existing literature in terms of the complex geometries that can be designed and analyzed and at the same time constitutes an important refinement over previously established work. In fact, the present work permits the design and analysis of a fully-coupled magnetoelectric plate or sandwich plate with any desired arrangement of the actuators/reinforcements.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Composites Part B: Engineering - Volume 113, 15 March 2017, Pages 243-269
نویسندگان
, , , , ,