Phân tích dao động riêng của tấm bằng vật liệu áp điện cơ tính biến thiên có vi bọt rỗng theo tiếp cận bán giải tích dựa trên lý thuyết biến dạng cắt bậc nhất đơn giản

Tóm tắt

Bài báo sử dụng lý thuyết biến dạng cắt bậc nhất đơn giản với bốn ẩn chuyển vị để phân tích dao động riêng của tấm chữ nhật bằng vật liệu áp điện, cơ tính biến thiên, có vi bọt rỗng (piezoelectric functionally graded plates with porosities – Piezo-FGPo) và đặt trên nền đàn hồi. Các tính chất hiệu dụng của vật liệu Piezo-FGPo được giả thiết biến thiên dọc chiều dày theo quy luật hàm lũy thừa hiệu chỉnh, trong đó ảnh hưởng của độ rỗng với hai dạng: phân bố đều và phân bố không đều đối xứng được xét đến. Các phương trình chuyển động của tấm Piezo-FGPo trên nền đàn hồi dưới tác dụng của trường cơ–điện được thiết lập theo phương pháp Ritz. Kết quả được so sánh với các công bố trên các nguồn tài liệu mở để kiểm chứng độ tin cậy của mô hình đề xuất. Tiếp theo, ảnh hưởng của điện thế áp đặt, chỉ số tỷ lệ thể tích các vật liệu thành phần, dạng phân bố và hệ số độ rỗng, cũng như các tham số hình học và điều kiện biên đến tần số dao động riêng của tấm Piezo-FGPo được khảo sát và thảo luận chi tiết. Mô hình và các kết quả thu được có tiềm năng ứng dụng trong thiết kế cảm biến, hệ thống thu hồi năng lượng, điều khiển dao động, cũng như giám sát sức khỏe kết cấu của các kết cấu thông minh.