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Solución semi-analítica para el doblado termo-piezoelectrico de placas porosas FG reforzadas con plaquetas de grafeno

Autores: Alsebai, Fatemah; Al Mukahal, Fatemah H. H.; Sobhy, Mohammed

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Investigando
Flexión termo-piezoelectrica
Gradiente funcional
Plaquetas de grafeno
Nanocompuesto poroso
Tipos de distribución

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Esta investigación está dedicada a investigar la flexión termopiezoelectrica de placas piezoeléctricas porosas con gradiente funcional (FG) reforzadas con plaquetas de grafeno (GPLs). Se utiliza una teoría refinada de placa de deformación por corte de cuatro variables considerando la deformación por corte transversal para describir los componentes de desplazamiento. La placa nanocompuesta porosa está compuesta por un material piezoeléctrico de polímero que contiene poros internos y reforzado con GPLs FG. De acuerdo con las leyes de distribución modificadas, se presume que la porosidad y la fracción de volumen de GPLs varían continuamente a lo largo del espesor de la placa. Se presentan cuatro tipos de distribución de GPLs y porosidad. Aplicando el modelo de Halpin-Tsai, se calculan las propiedades elásticas de la placa nanocompuesta. Las ecuaciones gobernantes se derivan en base a la teoría presente y al principio de trabajo virtual. Las ecuaciones diferenciales parciales deducidas se convierten en ecuaciones ordinarias empleando una solución de tipo Levy. Estas ecuaciones se resuelven numéricamente basándose en el método de cuadratura diferencial (DQM). Para determinar el número mínimo de puntos de rejilla suficientes para obtener una solución convergente, se introduce un estudio de convergencia. Además, se examina la precisión de las formulaciones presentes comparando los resultados obtenidos con los publicados en la literatura. Se introducen análisis paramétricos adicionales para investigar las influencias de la fracción de peso de GPLs, tipos de distribución, relación lado-a-espesor, voltaje eléctrico externo y temperatura en la flexión térmica de las placas piezoeléctricas nanocompuestas porosas con GPLs FG.

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