Abstract
This article presents the use of isogeometric analysis (IGA) to analyse the behaviour of the functionally graded material (FGM) plate structures with piezoelectric patches. This study investigates the effect of piezoelectric patches on the plate structure made of FGM material as a solid model. Because IGA is based on the NURBS (Non-uniform rational basis spline) approximation, this method describes the exact geometry with the higher-order functions approach. The effectiveness of the present method is to use the few degrees of freedom combining a high-order approximation function between elements to ensure the accuracy of the result, which reduces the computational time and saves the required memory. In addition, NURBS geometry has also been shown to be a viable approach due to the flexibility in mesh construction such as refinement and high-order continuity that warranty correctly the results of the problem. Based on the advantages that IGA has been proved by many previous studies, we built a three-dimensional model for plate structure consisting of upper and lower layers with piezoelectric patches, middle layer with FGM material. The results are verified and compared to the commercial Comsol software to prove the effectiveness of the method for this problem.
Highlights
Bảng 2 mô tả giá trị chuyển vị theo phương z ở điện áp 10V và sai số giữa phân tích đẳng hình học so với phần mềm COMSOL ứng với các điều kiện biên CFFF, SCSC, SSSS, CFCF tại n =1
Hình 3: Kết quả chuyển vị theo phương z của tấm vuông functionally graded material (FGM) ứng với điều kiện biên (a) CFFF; (b) SCSC; (c) SSSS; (d) CFCF với hệ số mũ n = 1
Bảng 3: Kết quả chuyển vị theo phương z tương ứng với từng mức lưới tại điểm (0,25; 0,25; 0,0035)
Summary
Phân tích đẳng hình học (Isogeometric Analysis – IGA) là sự kết hợp giữa thiết kế với hỗ trợ máy tính (Computer Aided Design-CAD) và phân tích phần tử hữu hạn (Finite Element Analysis-FEA) được đề xuất bởi Hughes 1. Hiện tại đã có nhiều nhóm tác giả sử dụng các phương pháp số khác nhau để nghiên cứu về kết cấu làm bằng vật liệu phân lớp chức năng có phần tử áp điện. Nhóm tác giả X.Q.He và cộng sự đã sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Method-FEM) dưa trên lý thuyết tấm cổ điển (Classical Plate Theory CPT) để phân tích điều khiển dao động chủ động cho mô hình tấm vật liệu phân lớp chức năng có phần tử áp điện đóng vai trò lần lượt lớp kích động (Actuator) và lớp cảm biến (Sensor) 3, nhóm tác giả Sushanta Kundu, Harshal B. Bài báo này tập trung nghiên cứu phân tích ứng xử kết cấu dạng tấm vật liệu phân lớp chức năng với tấm dán áp điện bằng phân tích đẳng hình học. Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ – Kĩ thuật và Công nghệ, 2(SI2):SI95-SI104
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
More From: Science & Technology Development Journal - Engineering and Technology
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.