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Three-Dimensional Free Vibration Analysis of Multiphase Piezocomposite Structure / Kamali, Mohammad T. in Journal of engineering mechanics, V ol. 132 N°8 (Août 2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > V ol. 132 N°8 (Août 2006) . - 871-881 p. Titre : Three-Dimensional Free Vibration Analysis of Multiphase Piezocomposite Structure Titre original : Analyse Libre Tridimensionnelle de Vibration de Structure Multiphasée de Composé de Piezo Type de document : texte imprimé Auteurs : Kamali, Mohammad T., Auteur ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique ; Shodja, Hossein M., Auteur Article en page(s) : 871-881 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Piezo-electricity  Interfaces  Three  dimensional  analysis  Vibration  Frequency  Electricité  de  Piezo  Analyse  tridimensionnelle  Fréquence Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : Based on Hamilton's principle, a three dimensional semianalytical method for the analysis of free vibration of a structure composed of piezoelectric and elastic materials is developed. Computations of dynamical behavior including natural frequencies, and mode shapes are of interest. In this approach, the mechanical displacement and electric potential functions, in each region, are expressed as products of a three-dimensional (3D) base function and a 3D polynomial with unknown coefficients. The base functions over every domain are constructed with respect to the kinematical boundary conditions, geometry of the structure, and the geometry of that domain. These base functions satisfy the necessary continuities in the displacement field and electric potential at the interfaces, and at the same time accounting for possible discontinuities in their derivatives at the interfaces. The mode shapes will be decomposed in accordance to the presence of any symmetry plane. The robustness of the proposed approach is demonstrated through comparison with the finite element method as applied to the following problems: (1) A perforated thick plate made of piezo electric and elastic layers and (2) an elastic plate containing a hole, whose exact solution is available. For the latter problem, the result of the present study is in good agreement with the exact solution. Also, an example of a thick PZT plate containing an elastic inclusion with a complex interface, and various types of boundary conditions is considered. Basé selon le principe de Hamilton, une méthode semianalytical tridimensionnelle pour l'analyse de la vibration libre d'une structure composée de matériaux électriques et élastiques de piezo est développée. Les calculs du comportement dynamique comprenant des fréquences normales, et les formes de mode sont d'intérêt. En cette approche, le déplacement et les fonctions potentielles électriques mécaniques, dans chaque région, sont exprimés pendant que des produits (3D) d'une fonction basse tridimensionnelle et d'un polynôme 3D avec des coefficients inconnus. Les fonctions basses au-dessus de chaque domaine sont construites avec le respect aux conditions de frontière cinématiques, la géométrie de la structure, et la géométrie de ce domaine. Ces fonctions basses satisfont les continuités nécessaires dans le domaine de déplacement et le potentiel électrique aux interfaces, et en même temps la comptabilité pour des discontinuités possibles dans leurs dérivés aux interfaces. Les formes de mode seront décomposées dans l'accord à la présence de n'importe quel avion de symétrie. La robustesse de l'approche proposée est démontrée par la comparaison avec la méthode d'élément fini pour les problèmes suivants : (1) un plat épais perforé fait de couches électriques et élastiques de piezo et (2) un plat élastique contenant un trou, dont la solution exacte est disponible. Pour le dernier problème, le résultat de la présente étude est en bon accord avec la solution exacte. En outre, un exemple d'un plat épais de PZT contenant une inclusion élastique avec une interface complexe, et de divers types d'états de frontière est considéré. En ligne : shodja@sharif.edu [article] Three-Dimensional Free Vibration Analysis of Multiphase Piezocomposite Structure = Analyse Libre Tridimensionnelle de Vibration de Structure Multiphasée de Composé de Piezo [texte imprimé] / Kamali, Mohammad T., Auteur ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique ; Shodja, Hossein M., Auteur . - 871-881 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > V ol. 132 N°8 (Août 2006) . - 871-881 p. Mots-clés : Piezo-electricity  Interfaces  Three  dimensional  analysis  Vibration  Frequency  Electricité  de  Piezo  Analyse  tridimensionnelle  Fréquence Index. décimale : 621.3 Ingénierie électrique Résumé : Based on Hamilton's principle, a three dimensional semianalytical method for the analysis of free vibration of a structure composed of piezoelectric and elastic materials is developed. Computations of dynamical behavior including natural frequencies, and mode shapes are of interest. In this approach, the mechanical displacement and electric potential functions, in each region, are expressed as products of a three-dimensional (3D) base function and a 3D polynomial with unknown coefficients. The base functions over every domain are constructed with respect to the kinematical boundary conditions, geometry of the structure, and the geometry of that domain. These base functions satisfy the necessary continuities in the displacement field and electric potential at the interfaces, and at the same time accounting for possible discontinuities in their derivatives at the interfaces. The mode shapes will be decomposed in accordance to the presence of any symmetry plane. The robustness of the proposed approach is demonstrated through comparison with the finite element method as applied to the following problems: (1) A perforated thick plate made of piezo electric and elastic layers and (2) an elastic plate containing a hole, whose exact solution is available. For the latter problem, the result of the present study is in good agreement with the exact solution. Also, an example of a thick PZT plate containing an elastic inclusion with a complex interface, and various types of boundary conditions is considered. Basé selon le principe de Hamilton, une méthode semianalytical tridimensionnelle pour l'analyse de la vibration libre d'une structure composée de matériaux électriques et élastiques de piezo est développée. Les calculs du comportement dynamique comprenant des fréquences normales, et les formes de mode sont d'intérêt. En cette approche, le déplacement et les fonctions potentielles électriques mécaniques, dans chaque région, sont exprimés pendant que des produits (3D) d'une fonction basse tridimensionnelle et d'un polynôme 3D avec des coefficients inconnus. Les fonctions basses au-dessus de chaque domaine sont construites avec le respect aux conditions de frontière cinématiques, la géométrie de la structure, et la géométrie de ce domaine. Ces fonctions basses satisfont les continuités nécessaires dans le domaine de déplacement et le potentiel électrique aux interfaces, et en même temps la comptabilité pour des discontinuités possibles dans leurs dérivés aux interfaces. Les formes de mode seront décomposées dans l'accord à la présence de n'importe quel avion de symétrie. La robustesse de l'approche proposée est démontrée par la comparaison avec la méthode d'élément fini pour les problèmes suivants : (1) un plat épais perforé fait de couches électriques et élastiques de piezo et (2) un plat élastique contenant un trou, dont la solution exacte est disponible. Pour le dernier problème, le résultat de la présente étude est en bon accord avec la solution exacte. En outre, un exemple d'un plat épais de PZT contenant une inclusion élastique avec une interface complexe, et de divers types d'états de frontière est considéré. En ligne : shodja@sharif.edu