تحليل الكترومگنتوترمومكانيك ديسك دوار پليمري هوشمند تقويت شده با نانولوله هاي كربني چندجداره با رفتار غيرخطي

Electro–Magneto–Thermo-Mechanical Analysis of polymeric Smart Rotating Disk Reinforced WithMultiwalled Carbon Nanotubes with Nonlinear Behavior

در اين تحقيق تحليل غير خطي الكترومگنتوترمومكانيك ديسك دوار ساخته شده از ماده پيزوالكتريك پليمري تقويت شده با نانولوله هاي كربني چندجداره مورد بررسي قرارگرفته است. مدول الاستيسيته اين ماده وابسته به دما و تنش جاري مي باشد زيرا اين ماده رفتار ويسكوالاستيك داشته و مدول الاستيسيته آن از مدول الاستيسيته ماكسول در رابطه ويسكوالاستيك برگر محاسبه مي شود. ديسك تحت ميدان دما و ميدان مغناطيسي يكنواخت با تقارن محوري قرار داشته و تحت نيروي گريز از مركز ناشي چرخش حول محور خود قرار دارد.از حل همزمان رابطه هاي تنش-كرنش در حالت تنش صفحه اي، كرنش-جابجايي،معادله تعادل، معادله شارژ الكترواستاتيك و رابطه ماكسول با توجه به تغييرات مدول الاستيسيته با تنش و دما، يك معادله ديفرانسيل غيرهمگن مرتبه دو با ضرايب متغير حاصل مي شود. با استفاده از يك روش عددي به همراه يك روش نيمه تحليلي جهت حل اين معادله ديفرانسيل، توابع تغييرات مدول الاستيسيته، جابجايي، تنش ها،كرنش ها و ميدان الكتريكي محاسبه مي شوند. جابجايي با اعمال اختلاف پتانسيل الكتريكي و ميدان مغناطيسي كاهش مي يابد و تغيير شكل ديسك با اعمال ميدان الكتريكي و ميدان مغناطيسي مناسب مي تواند كنترل شود. به خاطر رفتار پيزوالكتريك ماده پليمري ديسك يك توزيع ميدان الكتريكي در ديسك ايجاد مي شود.

Nonlinear electro-magneto-thermo-mechanical analysis of a rotating disk made of piezoelectric polymeric material reinforced with multiwalled carbon nanotubes has been considered in this study. This material has viscoelastic behavior andthe elasticity modulusis calculated from Maxwell elasticity modulus inBurger’s viscoelastic model whichtime, stress and temperature dependent.The disk has been placed in an axisymetric distributed temperature and magnetic field and is subjected to an axial centrifugal body force. A non-homogeneous differential equation with variable coefficients is derived using stress-strain relation for plane-stress condition, strain-displacement relation, the equilibrium equation, charge equation of electrostatics and the Maxwell’s equation due to variation of the elasticity modulus with respect to stress and temperature.A numerical method in conjuction with a semi analytical solution has been developed to obtainelasticity modulus, displacement, stresses, strains and electric potentialdistributions.Applying magnetic field and electric potential reduced displacement and the deformation of thedisk can becontrolled by applying a suitableelectric potential and magnetic field. An electric potential distribution due to piezoelectric property of the polymeric material will be distributed throughout the disk.