Konferans Bildirisi
BibTex RIS Kaynak Göster

PİEZOELEKTRİK PRİZMATİK DOLGU İÇEREN DİKDÖRTGEN KALIN PLAĞIN FEM İLE ELEKTRO-STATİK ANALİZİ

Yıl 2019, Cilt: 8 Sayı: 3, 69 - 81, 20.12.2019
https://doi.org/10.28948/ngumuh.631428

Öz

Bu çalışmada, yapısında piezoelektrik (PZT) malzemeden yapılmış prizmatik
dolgu içeren dikdörtgen kalın plağın bazı elektro-statik problemleri, üç
boyutlu elektro-elastisite teorisinin kesin denklemleri ve parçalı homojen
cisim modeli çerçevesinde matematiksel olarak modellenmiş ve üç boyutlu sonlu
elemanlar yöntemi yardımıyla sayısal olarak çözülmüştür. Sayısal çözümün
gerektirdiği tüm algoritma ve programlar tarafımızdan yapılmıştır.



Ele alınan plağın tüm yanal yüzeylerinden basit mesnetli ve PZT malzeme
içeren dış yanal yüzeylerinden elektrik potansiyelin sıfır olduğu ve karşılıklı
iki kenarından düzgün yayılı statik çekme kuvvetinin etki ettiği kabul
edilmektedir. Ayrıca, PZT dolgu ile çevresindeki matris malzemesi arasındaki
ara yüzeyde ideal temas koşullarının sağlandığı kabul edilmektedir. 



   Ele alınan PZT dikdörtgen kalın
plağın verilen sınır koşulları, temas koşulları ve yükleme durumu için yapısında
oluşan yer değiştirme ve gerilme yayılımlarına, plağa ait çeşitli malzeme ve
geometrik parametrelerin etkileri ile elektriksel ve mekaniksel alanların
karşılıklı etkileşiminin tesiri incelenmiş ve tartışılmıştır.         

Destekleyen Kurum

Yıldız Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü

Proje Numarası

FBA-2018-3255

Teşekkür

Bu çalışma, Yıldız Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü'nün FBA-2018-3255 kodlu projesi ile desteklenmiştir.

Kaynakça

  • [1] YANG, B.H., GAO, C.F., “Plane problems of multiple piezoelectric inclusions in a non-piezoelectirc matrix”, International Journal of Engineering Science, 48, 518-528, 2010.
  • [2] FAN, H., QIN, S., “A piezoelectric sensor embedded in a non-piezoelectric matrix”, International Journal of Engineering Science, 33 (3), 379-388, 1995.
  • [3] XIAO, Z.M., BAI, J., “On piezoelectirc inhomogeneity related problem- part I: a close-form solution for the stress field outside a circular piezoelectirc inhomogeneity”, International Journal of Engineering Science, 37, 945-959, 1999.
  • [4] WANG, B., “Three-dimensional analysis of an ellipsoidal inclusion in a piezoelectric material”, International Journal Solids Structures, 29 (3), 293-308, 1992.
  • [5] ZIENKIEWICZ, O.C., TAYLOR, R.L., The Finite Element Methods: Basic Formulation and Linear Problems 1, (4th ed.), Mc Graw-Hill Book Company, Oxford, 1989.
  • [6] YANG, J., An Introduction to The Theory of Piezoelectricity, Springer, 2005.

ELECTROSTATIC ANALYSIS OF RECTANGULAR THICK PLATE CONTAINING PIEZOELECTIC PRISMATIC INCLUSION WITH FEM

Yıl 2019, Cilt: 8 Sayı: 3, 69 - 81, 20.12.2019
https://doi.org/10.28948/ngumuh.631428

Öz

In this study, some electro-static problems of rectangular thick plate
containing a prismatic inclusion made of piezoelectric (PZT) material are
solved numerically in the framework of the three dimensional linearized exact
equations of electro-elasticity theory using piecewise-homogeneous body model
by using three dimensional finite element method. All algorithms and programs
required for the numerical solution are made by the authors.

It is assumed that the plate is simply supported from all lateral
surfaces and also, electric potential is zero and, ideal contact conditions are
provided at the interface surfaces between the PZT inclusion and the matrix
material.

The effect of materials and geometric parameters as well as the couple interaction
between the electrical and mechanical fields of the PZT rectangular thick plate
under the uniaxial tensile force in the given boundary conditions is
investigated and discussed.
 

Proje Numarası

FBA-2018-3255

Kaynakça

  • [1] YANG, B.H., GAO, C.F., “Plane problems of multiple piezoelectric inclusions in a non-piezoelectirc matrix”, International Journal of Engineering Science, 48, 518-528, 2010.
  • [2] FAN, H., QIN, S., “A piezoelectric sensor embedded in a non-piezoelectric matrix”, International Journal of Engineering Science, 33 (3), 379-388, 1995.
  • [3] XIAO, Z.M., BAI, J., “On piezoelectirc inhomogeneity related problem- part I: a close-form solution for the stress field outside a circular piezoelectirc inhomogeneity”, International Journal of Engineering Science, 37, 945-959, 1999.
  • [4] WANG, B., “Three-dimensional analysis of an ellipsoidal inclusion in a piezoelectric material”, International Journal Solids Structures, 29 (3), 293-308, 1992.
  • [5] ZIENKIEWICZ, O.C., TAYLOR, R.L., The Finite Element Methods: Basic Formulation and Linear Problems 1, (4th ed.), Mc Graw-Hill Book Company, Oxford, 1989.
  • [6] YANG, J., An Introduction to The Theory of Piezoelectricity, Springer, 2005.
Toplam 6 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Diğer
Yazarlar

Ulku Babuscu Yesıl 0000-0002-8557-8308

Nazmiye Yahnioglu 0000-0002-3921-8643

Yasemen Ucan Bu kişi benim 0000-0001-7634-7869

Proje Numarası FBA-2018-3255
Yayımlanma Tarihi 20 Aralık 2019
Gönderilme Tarihi 9 Ekim 2019
Kabul Tarihi 22 Kasım 2019
Yayımlandığı Sayı Yıl 2019 Cilt: 8 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA Babuscu Yesıl, U., Yahnioglu, N., & Ucan, Y. (2019). PİEZOELEKTRİK PRİZMATİK DOLGU İÇEREN DİKDÖRTGEN KALIN PLAĞIN FEM İLE ELEKTRO-STATİK ANALİZİ. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 8(3), 69-81. https://doi.org/10.28948/ngumuh.631428
AMA Babuscu Yesıl U, Yahnioglu N, Ucan Y. PİEZOELEKTRİK PRİZMATİK DOLGU İÇEREN DİKDÖRTGEN KALIN PLAĞIN FEM İLE ELEKTRO-STATİK ANALİZİ. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. Aralık 2019;8(3):69-81. doi:10.28948/ngumuh.631428
Chicago Babuscu Yesıl, Ulku, Nazmiye Yahnioglu, ve Yasemen Ucan. “PİEZOELEKTRİK PRİZMATİK DOLGU İÇEREN DİKDÖRTGEN KALIN PLAĞIN FEM İLE ELEKTRO-STATİK ANALİZİ”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 8, sy. 3 (Aralık 2019): 69-81. https://doi.org/10.28948/ngumuh.631428.
EndNote Babuscu Yesıl U, Yahnioglu N, Ucan Y (01 Aralık 2019) PİEZOELEKTRİK PRİZMATİK DOLGU İÇEREN DİKDÖRTGEN KALIN PLAĞIN FEM İLE ELEKTRO-STATİK ANALİZİ. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 8 3 69–81.
IEEE U. Babuscu Yesıl, N. Yahnioglu, ve Y. Ucan, “PİEZOELEKTRİK PRİZMATİK DOLGU İÇEREN DİKDÖRTGEN KALIN PLAĞIN FEM İLE ELEKTRO-STATİK ANALİZİ”, NÖHÜ Müh. Bilim. Derg., c. 8, sy. 3, ss. 69–81, 2019, doi: 10.28948/ngumuh.631428.
ISNAD Babuscu Yesıl, Ulku vd. “PİEZOELEKTRİK PRİZMATİK DOLGU İÇEREN DİKDÖRTGEN KALIN PLAĞIN FEM İLE ELEKTRO-STATİK ANALİZİ”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 8/3 (Aralık 2019), 69-81. https://doi.org/10.28948/ngumuh.631428.
JAMA Babuscu Yesıl U, Yahnioglu N, Ucan Y. PİEZOELEKTRİK PRİZMATİK DOLGU İÇEREN DİKDÖRTGEN KALIN PLAĞIN FEM İLE ELEKTRO-STATİK ANALİZİ. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 2019;8:69–81.
MLA Babuscu Yesıl, Ulku vd. “PİEZOELEKTRİK PRİZMATİK DOLGU İÇEREN DİKDÖRTGEN KALIN PLAĞIN FEM İLE ELEKTRO-STATİK ANALİZİ”. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 8, sy. 3, 2019, ss. 69-81, doi:10.28948/ngumuh.631428.
Vancouver Babuscu Yesıl U, Yahnioglu N, Ucan Y. PİEZOELEKTRİK PRİZMATİK DOLGU İÇEREN DİKDÖRTGEN KALIN PLAĞIN FEM İLE ELEKTRO-STATİK ANALİZİ. NÖHÜ Müh. Bilim. Derg. 2019;8(3):69-81.

download