Title of article
Cracked Piezoelectric Layer Bounded between Two Orthotropic Half-planes
Author/Authors
Bastanfar, M Faculty of Engineering - University of Zanjan, Zanjan , Ayatollahi, M Faculty of Engineering - University of Zanjan, Zanjan
Pages
20
From page
79
To page
98
Abstract
This paper deals with the behavior of anti-plane shear crack in a piezoelectric layer bounded between two orthotropic half-planes within the framework of linear electroelasticity. The crack surfaces are assumed to be permeable or impermeable. The analysis is based on the stress fields caused by electro-elastic dislocation in the medium. Fourier transforms are used to reduce the dislocation problem to the solution of Cauchy-type singular integral equations, which are solved numerically for the dislocation density on the cracks. The dislocation densities are then employed to derive field intensity factors at the crack tips. The results show that the stress and the electric displacement intensity factors at the crack tips depend on the lengths and orientation of the cracks. It is also shown that, for a fixed value of the mechanical load, the field intensity factor can be either enhanced depending on the magnitude and direction of the applied electrical load. Furthermore, the interaction between the two cracks is investigated.
Farsi abstract
در اين مطالعه رفتار ترك واقع در لايه پيزوالكتريك متصل به دو نيم صفحه ارتوتروپيك، با در نظر گرفتن شرايط نفوذپذيري و نفوذناپذيري سطح ترك بدست آمد. در ابتدا حل تحليلي نابجايي الكتروالاستيك در لايه پيزوالكتريك با استفاده از تبديل فوريه بدست آمده است. سپس به كمك روش توزيع نابجايي مجموعه معادلات
انتگرالي با تكينگي هاي كوشي براي محيط حاوي چندين ترك تحت بار الكترومكانيكي بدست آمده است. با حل عددي معادلات انتگرالي و محاسبه دانسيته هاي نابجايي بر روي سطوح ترك ها، از آن براي محاسبه ضرايب شدت تنش مكانيكي و جابجايي الكتريكي استفاده شده است.
نتايج عددي نشان داد كه ضرايب شدت تنش و جابجايي الكتريكي به هندسه ترك ها، اندازه بار مكانيكي، اندازه و جهت بار الكتريكي بستگي دارد.
Keywords
Anti-plane crack , Piezoelectric layer , Orthotropic half-planes , Field intensity factors , Singular integral equation
Journal title
Astroparticle Physics
Serial Year
2018
Record number
2467623
Link To Document