On the contact problem for a smooth punch in piezoelectroelasticity

• Autorzy: Dyka E. , Rogowski B.

Warianty tytułu

PL

O zagadnieniu kontaktowym gładkiego stempla w piezoelektrosprężystości

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The problem of electroelasticity for piezoelectric materials is considered. For axially symmetric states, three potentials are introduced, which determine displacements, electric potential, stresses, components of the electric field vector and electric displacements in the piezoelectric body. These fundamental solutions are utilized to solve a smooth contact problem. Exact solutions are obtained for elastic and electric fields in the contact problem. The numerical results are presented graphically to show the influence of applied mechanical and electrical loading on the analyzed quantities and to clarify the effect of anisotropy of piezoelectric materials. It is also shown that the influence of anisotropy of the materials on these fields is significant.

PL

Rozpatrzono osiowo symetryczne zagadnienie clektrosprężystości dla materiałów piezoelektrycznych. Wprowadzono trzy potencjały opisujące przemieszczenia, naprężenia, elektryczny potencjał, składowe wektora pola elektrycznego i elektrycznych przemieszczeń. Znalezione fundamentalne rozwiązania wykorzystano do analizy zagadnienia kontaktowego gładkiego stempla. Znaleziono ścisłe rozwiązania opisujące sprężyste i elektryczne pola w rozpatrywanym zagadnieniu kontaktowym. Wyniki obliczeń przedstawiono na wykresie w celu pokazania wpływu mechanicznych i elektrycznych obciążeń na analizowane wielkości. Efekt anizotropii materiałów piezoelektrycznych w omawianym zagadnieniu jest znaczący.

Słowa kluczowe

EN

piezoelectric medium; transverse isotropy; potential theory method; circular punch

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 43 nr 4
• Strony: 745--761
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Dyka E.

• Institute of Power Engineering, Technical University of Lodz

autor

Rogowski B.

• Chair of Mechanics of Materials, Technical University of Lodz

Bibliografia

• 1. Berlincourt D.A., Curran D.R., Jaffe H., 1964, Piezoelectric and piezomagnetic materials and their function in transducers, Physical Acoustics (ed. W.P. Mason), 169-270, Academic Press, New York
• 2. Cady W.G., 1946, Piezoelectricity, McGraw-Hill, New York
• 3. Chen W.Q., 2000, On piezoelastic contact problem for a smooth punch, Int. J. of Solids and Structures, 37, 2331-2340
• 4. Ding H.J., Chen B., Liang J., 1996, General solutions for coupled equations for piezoelectric media, Int. J. of Solids and Structures, 33, 2283-2298
• 5. Ding H.J., Hou P.F., Guo F.L., 1999, Elastic and electric _elds for elliptical contact for transversely isotropic piezoelectric bodes, J. Appl. Mech., 66, 560-562
• 6. Fabrikant V.I., 1989, Application of Potential Theory in Mechanics. A Selection of New Results, Kluwer Academic Publishers, The Netherlands
• 7. Fan H., Sze K.Y., Yang W., 1996, Two-dimensional contact on a piezoelectric half-space, Int. J. of Solids and Structures, 33, 1305-1315
• 8. Hou P.F., Yeung A.Y.T., Ding H.J., 2003, The elliptical Hertzain contact of transversely isotropic magnetoelectroelastic bodies, Int. J. of Solids and Structures, 40, 2833-2850
• 9. Nowacki W., 1973, Teoria Spr¦»ysto±ci, PWN, Warszawa
• 10. Park S.B., Sun C.T., 1995, Fracture criteria for piezoelectric ceramics, J. Am. Ceram. Soc., 78, 1475-1480
• 11. Parton V.Z., Kudryatvsev B.A., 1988, Electromagnetoelasticity, Gordon and Breach, New York
• 12. Rao S.S., Sunar P.L., 1994, Piezoelectricity and its use in disturbance sensing and control of exible structures: a survey, Appl. Mech. Rev., 47, 113-123
• 13. Sneddon I.N., 1972, The Use of Integral Transforms, McGraw-Hill, New York
• 14. Tiersten H.F., 1969, Linear Piezoelectric Plate Vibrations, Plenum Press, New York