The MLPG in gradient theory for size-dependent magnetoelectroelasticity

• Autorzy: Sladek J. , Sladek V. , Hrcek S.

Warianty tytułu

PL

Bezsiatkowa lokalna metoda Petrova-Galerkina w gradientowej teorii dla zależnych od rozmiaru problemów w magnetoelektrosprężystości

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The strain gradient magnetoelectroelasticity is applied to solve two-dimensional boundary value problems. The electric and magnetic field-strain gradient coupling is considered in constitutive equations. The meshless local Petrov-Galerkin (MLPG) is developed to solve general problems. All field quantities are approximated by the moving least-squares (MLS) scheme. Effective material properties for a piezomagnetic matrix with regularly distributed piezoelectric fibres of a circular cross section and coating layer are presented.

PL

Celem pracy było zastosowanie magneto-elektro-sprężystości charakteryzującej się gradientem odkształceń do rozwiązania problemu brzegowego w domenie 2D. Prawo konstytutywne stanowi problem pól elektrycznego i magnetycznego sprzężonych z odkształceniami. Do rozwiązania ogólnego zadania wykorzystano bezsiatkową lokalną metodę Petrova-Galerkina (ang. the mesh less local Petrov-Galerkin - MLPG). Wszystkie równania pola przybliżono metodą ruchomych najmniejszych kwadratów (ang. the moving least-squares - MLS). Wyznaczono efektywne własności materiałowe dla piezomagnetycznej osnowy z równomiernie rozłożonymi piezoelektrycznymi włóknami o okrągłym przekroju poprzecznym i pokrytych warstwą.

Słowa kluczowe

EN

meshless approximation; local integral equations; MLS approximation; effective material properties

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 17, No. 1
• Strony: 76--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Sladek J.

• Institute of Construction and Architecture, Slovak Academy of Sciences, 84503 Bratislava, Slovakia

autor

Sladek V.

• Institute of Construction and Architecture, Slovak Academy of Sciences, 84503 Bratislava, Slovakia

autor

Hrcek S.

• Faculty of Mechanical Engineering, University of Zilina, 01026 Zilina, Slovakia

Bibliografia

• Atluri, S.N., 2004, The Meshless Method (MLPG) for Domain and BIE Discretizations, Tech Science Press, Forsyth.
• Bishay, P.L., Sladek, J., Sladek, V., Atluri, S.N. 2012, Analysis of functionally graded multiferroic composites using hybrid/mixed finite elements and node-wise material properties, CMC: Computers, Materials & Continua, 29, 213-262.
• Cross, L.E. 2006, Flexoelectric effects: charge separation in insulating solids subjected to elastic strain gradients, J. Mater. Sci., 41, 53-63.
• Hu, S.L., Shen, S.P. 2009, Electric field gradient theory with surface effect for nano-dielectrics, CMC: Computers, Materials & Continua, 13, 63-87.
• Ke, L. L., Wang, Y.S., Wang, Z.D. 2012, Nonlinear vibration of the piezoelectric nanobeams based on the nonlocal theory, Comp. Struct.,94, 2038-2047.
• Kuo, H.Y., Wang, Y.L. 2012, Optimization of magnetoelectrici-ty in multiferroic fibrous composites. Mechanics of Materials, 50, 88-99.
• Liang, X., Shen, S.P. 2013, Size-dependent piezoelectricity and elasticity due to the electric field-strain gradient cou-pling and strain gradient elasticity, Int. J. Appl. Mech., 5, 1350015.
• Liang, X., Hu, S., Shen, S. 2013, Bernoulli-Euler dielectric beam model based on strain-gradient effect, J. Appl. Mech., 80, 044502-6.
• Murmu, T., Pradhan, S.C. 2009, Thermo-mechanical vibration of a single-walled carbon nanotube embedded in an elastic medium based on nonlocal elasticity theory, Comput. Mater. Sci., 46, 854-859.
• Pan, E., Chen, W. 2015, Static Green’s Functions in Anisotropic Media, Cambridge University Press, New York.
• Ryu, J., Priya, S., Uchino, K., Kim, H.E. 2002, Magnetoelectric effect in composites of magnetostrictive and piezoelectric materials, Jour. Electroceramics 8, 107-119.
• Sladek, J., Stanak, P., Han, Z.D., Sladek, V. Atluri, S.N., 2013, Applications of the MLPG method in engineering & sciences: A review, CMES-Computer Model. Engn. Sci., 92, 423-475.
• Sladek, J., Sladek, V., Pan, E. 2016a, Effective properties of coated fiber-composites with piezoelectric and piezomagnetic phases. Jour. Intell. Mater. Syst. Struct., DOI: 10.1177/1045389X16644786.
• Sladek, J., Sladek, V., Pan, E. 2016b, Effective properties of coated iber-composites with piezoelectric and piezomagnetic phases. Int. J. Solids Struct. DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2016.08.011
• Tang, Z., Xu, Y., Li, G., Aluru, N.R. 2005, Physical models for coupled electromechanical analysis of silicon nanoelectromechanical systems, J. Appl. Phys., 97, 114304

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).