Elastik piezoelektrik bir cismin elektro-termomekanik davranışı için matematiksel bir model
A mathematical model for the electro-thermomechanical behavior of an elastic piezoelectric body
- Tez No: 213381
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MELEK USAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Anizotropi, Bünye denklemleri, Gerilme, Piezoelektrik, Polarizasyon, Anisotropy, Constitutive equations, Stress, Piezoelectric, Polarization
- Yıl: 2008
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada elastik piezoelektrik bir cismin elektro-termomekanik davranışı modern sürekli ortamlar mekaniği çerçevesinde sistematik olarak incelenmiştir. Mekaniğin denge kanunları ile tutarlı olan termodinamiğin birinci ve ikinci kanunlarının birleştirilmiş şekli, serbest enerji fonksiyonunun zamana göre maddesel türevi cinsinden ifade edilmiştir. Serbest enerji fonksiyonunun bağımsız değişkenleri; Green deformasyon tansörü ve elektrik alan vektörü olarak belirlenmiştir. Termodinamik kısıtlamaların neticesi olarak serbest enerji fonksiyonunun bir simetrik tansör ile bir polar vektöre bağlı olduğu görülmüştür.Maddesel ortamın malzemeden kaynaklanan esas yapısı itibariyle anizotrop olduğu varsayılmıştır. Maddesel simetri aksiyomu kullanılmış ve ortamın sıkışabilirliği göz önüne alınarak gerilme ve polarizasyona ait bünye denklemleri bulunmuştur. Malzemenin anizotrop olma durumunu dikkate alıp, gerilme potansiyeli yaklaşık teorilerden bulunmuş, mekanik ve elektromekanik etkileşimler nonlineer kabul edilerek seri açılımı yapılmıştır. Bu seri açılımda dikkate alınan terimlerin türü ve sayısı ortamın nonlineerlik mertebesini belirlemiştir. Seri açılımıyla ortaya konulan gerilme potansiyeli bünye denklemlerinde yerine yazılıp deformasyon tansörüne ve elektrik alan vektörüne göre türevi alınarak gerilme ve polarizasyon alanı denklemleri nonlineer formda elde edilmiştir. Elde dilden bünye denklemleriyle problem çözmek zor olacağından dolayı bünye denklemleri belli ölçülerde lineerleştirilmiştir. Elde edilen lineer bünye denklemleri balans denklemlerinde yerlerine konularak alan denklemlerine ulaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, in the frame of modern continuum mechanics, the electro-thermomechanical behavior of an elastic piezoelectric body has been systematically studied. Second law of thermodynamics, combined with the fırst law and consistent with mechanical balance laws, has been written in terms of the time rate of free energy function. Its arguments have been furnished with Green deformation tensor and electric field in the reference state. After the thermodynamical constraints, it has been seen that free energy function depends on a symmetric tensor and one polar vectors.The materialistic medium is supposed to be anisotropic due to its main structure sourced from the material. Material symmetry axioms have been used and by considering compressibility of medium constitutive equations of stress and polarization fields have been obtained. Considering the state of being anisotropic of the material, stress potential have been found out from the approximate theories, by being accepted of the mechanical and electro mechanical interactions to be nonlinear, the series expansion has been done. The kind and number of terms, in this series expansion, determine the nonlinearity - degree for material. The stress potential that is appeared by the series expansion is written in the place of it in the constitutive equations and stress and polarization field equations have been obtained in the form of nonlinear by taking its rate according to the deformation tensor and the electrical field vector. The constitutive equations have been linearized in certain degrees because solving problems with the obtained constitutive equations are very hard. By putting the obtained linear constitutive equations in their places in the balance equations, field equations have been reached.
Benzer Tezler
- Elastik bir kirişin piezoelektrik eyleyiciyle titreşim kontrolü
Vibration control of an elastic beam using piezoelectric actuator
MUHARREM EKREM
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELİM SİVRİOĞLU
- Piezoelektrik ortamlarda elastik ve elektromanyetik dalgaların yayılması
Elastic and electromagnetic wave propagation in piezoelectric media
AYDIN ÖZBEY
Doktora
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EROL UZAL
- Endüstriyel tesislerde enerji sağlama alternatiflerinin irdelenmesi: Piezoelektrik enerji hasadı ile bir elektrik motorunun ürettiği titreşimin modellenmesi
Examining energy supply alternatives in industrial plants: Modeling the vibration produced by an electric motor with piezoelectric energy harvesting
ONUR ATA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiEskişehir Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM ONAY
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE TÜFEKÇİOĞLU
- Numerical and experimental analysis of a piezoelectric flat plate in flapping motion
Çırpma hareketindeki düz bir piezoelektrik plakanın deneysel ve sayısal analizi
ÖZGÜR HARPUTLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ
- Finite element modeling of a piezo patch energy harvester and equivalent circuit modeling on a thin plate with AC-DC conversion
İnce bir plaka ve piezoelektrik yamadan oluşan enerji üretecinin sonlu elemanlar modelinin ve AC-DC dönüşümü içeren eşdeğer devre modelinin oluşturulması
BUĞRA BAYIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA İPEK BAŞDOĞAN