Προσδιορισμός των μηχανικών ιδιοτήτων σύνθετων πιεζοηλεκτρικών υλικών με μεθόδους υπολογιστικής ομογενοποίησης και πεπερασμένων στοιχείων
Φόρτωση...
Ημερομηνία
Συγγραφείς
Παπαγιάννη, Δήμητρα
Τίτλος Εφημερίδας
Περιοδικό ISSN
Τίτλος τόμου
Εκδότης
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών
Περίληψη
Τύπος
Είδος δημοσίευσης σε συνέδριο
Είδος περιοδικού
Είδος εκπαιδευτικού υλικού
Όνομα συνεδρίου
Όνομα περιοδικού
Όνομα βιβλίου
Σειρά βιβλίου
Έκδοση βιβλίου
Συμπληρωματικός/δευτερεύων τίτλος
Περιγραφή
Στην παρούσα διπλωματική εργασία αναπτύχθηκαν τέσσερα τρισδιάστατα αριθμητικά μοντέλα σύνθετου υλικού, με διαφορετικά ποσοστά όγκου ινών από 17% – 54% και τα αντιπροσωπευτικά στοιχεία όγκου τους – RVE με βάση τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων για την εύρεση των ελαστικών, πιεζοηλεκτρικών και διηλεκτρικών ιδιοτήτων του σύνθετου υλικού. Μεγάλη έμφαση δόθηκε στην επιβολή συνοριακών συνθηκών ώστε να βρεθούν οι προαναφερθείσες ζητούμενες ιδιότητες του σύνθετου υλικού. Τα μοντέλα αναπτύχθηκαν χρησιμοποιώντας 2 εμπορικά πακέτα πεπερασμένων στοιχείων. Το Ansys 19.1 μαζί με το Piezo and MEMS extension και το Comsol Multiphysics 5.4
Τα αντιπροσωπευτικά στοιχεία όγκου μοντελοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας το στοιχείο του Ansys, Solid 226 με δυνατότητα για πιεζοηλεκτρική ανάλυση – τρισδιάστατο ισοπαραμετρικό εξαεδρικό στοιχείο με 20 κόμβους με έως 5 βαθμούς ελευθερίας ανά κόμβο.
Τα βήματα τα οποία ακολουθήθηκαν για την μοντελοποίηση ήταν : κατασκευή γεωμετρίας εισαγωγή μηχανικών ιδιοτήτων ρύθμιση ιδιοτήτων διεπαφής διακριτοποίηση εισαγωγή πιεζοηλεκτρικών και διηλεκτρικών ιδιοτήτων εφαρμογή περιοδικών συνοριακών συνθηκών ρυθμίσεις επίλυσης λήψη αποτελεσμάτων υπολογισμός ζητούμενων σταθερών. Η διαδικασία μοντελοποίησης ακολουθεί τις ίδιες βασικές αρχές και στα 2 προγράμματα.
The present work deals with the modeling of four 3D periodic composites made of piezoceramic fibers and polymer matrix with different volume fractions 17%-54%. We focus on predicting the effective coefficients - elastic, piezoelectric and dielectric properties of periodic transversely isotropic fiber composites using representative volume element method (unit cell method). Great emphasis was placed on the construction of six special cases of boundary conditions in order to find the above mentioned properties of the composite material. The numerical approach used is this of finite element method (FEM) using Ansys 19.1 and Comsol Multiphysics 5.4. The representative volume element models were modeled using the Ansys element : Solid 226 with the capability of modeling piezoelectric applications hence it is a 3-D, 20-Node Coupled-Field element. The steps followed in this work were: building the geometry of the four models adding mechanical properties adjusting behavior of interface boundary conditions solve results calculation of elastic, piezoelectric and dielectric properties of the composite material.
The present work deals with the modeling of four 3D periodic composites made of piezoceramic fibers and polymer matrix with different volume fractions 17%-54%. We focus on predicting the effective coefficients - elastic, piezoelectric and dielectric properties of periodic transversely isotropic fiber composites using representative volume element method (unit cell method). Great emphasis was placed on the construction of six special cases of boundary conditions in order to find the above mentioned properties of the composite material. The numerical approach used is this of finite element method (FEM) using Ansys 19.1 and Comsol Multiphysics 5.4. The representative volume element models were modeled using the Ansys element : Solid 226 with the capability of modeling piezoelectric applications hence it is a 3-D, 20-Node Coupled-Field element. The steps followed in this work were: building the geometry of the four models adding mechanical properties adjusting behavior of interface boundary conditions solve results calculation of elastic, piezoelectric and dielectric properties of the composite material.
Περιγραφή
Λέξεις-κλειδιά
Σύνθετα υλικά, Πιεζοηλεκτρισμός, Ομογενοποίηση, Πεπερασμένα στοιχεία, Composites, Piezoelectricity, Homogenization, Finite element method
Θεματική κατηγορία
Σύνθετα υλικά
Παραπομπή
Σύνδεσμος
Γλώσσα
el
Εκδίδον τμήμα/τομέας
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών
Όνομα επιβλέποντος
Χατζηγεωργίου, Ευάγγελος
Εξεταστική επιτροπή
Χατζηγεωργίου, Ευάγγελος
Καλπακίδης, Βασίλειος
Γεργίδης, Λεωνίδας
Καλπακίδης, Βασίλειος
Γεργίδης, Λεωνίδας
Γενική Περιγραφή / Σχόλια
Ίδρυμα και Σχολή/Τμήμα του υποβάλλοντος
Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών
Πίνακας περιεχομένων
Χορηγός
Βιβλιογραφική αναφορά
Βιβλιογραφία: σ. 83-84
Ονόματα συντελεστών
Αριθμός σελίδων
84 σ.