İzotropik matris malzemesi olan fiber takviyeli dielektrik viskoelastik ortamların elektro-termomekanik davranışı için matematiksel bir model

Bu çalışmada, matris malzemesi izotrop olan viskoelastik ve fiber-takviyeli dielektrik bir ortamın dış çevreden uygulanan elektro-mekanik yükler karşısındaki davranışı incelenmiştir. Matris malzemesi normalde izotrop bir ortam olup sırf fiber dağılımı nedeniyle yönlü bir ortam olma özelliği taşımaktadır. Bu bağlamda cisim davranış olarak kendisini elastik gerilme, dissipatif gerilme ve elektriksel polarizasyon tarzında ifade edecektir. Elektrostatik alanların etkisi yanında bünye teorisinin aksiyomları, özellikle objektivite ve maddesel simetri aksiyomları, ve malzemenin simetri grubuna ilişkin kavramlara dayanarak bünye fonksiyonelleri bulunurken gerek gerilme ve gerekse dissipatif gerilmenin argümanlarının somut olarak tayini için invaryantlar teorisine ait bulgular rutin bir yöntem olarak kullanılmıştır. Sonuç olarak; elastik gerilme, polarizasyon alanı ve dissipatif gerilmeye ait bünye denklemleri hem maddesel hem de uzaysal koordinatlarda elde edilmiş, simetrik ve asimetrik gerilmeler ise elastik gerilme, polarizasyon alanı ve dissipatif gerilme ifadelerini kullanarak yer değiştirme gradyanı ve türevi cinsinden bulunmuştur.

A mathematical model for the electro thermomechanical behavior of fiber-reinforced dielectric viscoelastic composites with isotropic matrix material

In this work a fiber-reinforced viscoelastic dielectric body with isotropic matrix material has been investigated with reference to its interaction with external electro-mechanical loading. Due to fiber distribution , overall structure attains a strong anisotropy, despite the fact that the matrix material is otherwise isotropic. In this context the body will respond by means of elastic stress, dissipative stres, and electric polarization. Besides fixing the effect of electrostatic forces , when working on the constitutive response functions; axioms of constitutive theory, in particular objectivity and material symmetry, have been used going through the isotropy group of the material when fixing invariant arguments of dissipative stress as well as elastic stress, all being based on the routine implementation of the theory of invariants. In the conclusion, constitutive response functions for the elastic stress, polarization, and dissipative stress have been obtained both in material coordinates and spatial coordinates, by the use of the expressions for the symmetric and asymmetric stress, polarization, and dissipative stress, with symmetric and asymmetric stress tensor having been obtained in terms of displacemet gradient and its material time derivatives.

___

  • 1.Toupin, R.A, "The Elastic Dielectric", J. Rat. Mech. Anal., 5,849-915, 1956.
  • 2.Toupin, R.A., "A Dynamical Theory of Elastic Dielectrics" Int. J. Engng. Set, 1, 101, 1963.
  • 3.Eringen, A.C., "Nonlinear Theory of Continuous Media", Chapter 11, ElectroeJasticity, McGraw-Hill, 1962.
  • 4.Eringen, A.C., "On the Foundations of Electro-statics", Int. J. Engng. Sci., 1, p.127, 1963.
  • 5.Dixon, R.C., Eringen, A.C., "A Dynamical Theory of Polar Elastic Dielectrics I - II ", Int. J. Engng. Sci., 3, 359-379, 1965.
  • 6.Şuhubi, E.S., "Elastic Dielectrics with Polarization Gradient", Int. J. Engng. Sci.,
  • 7, 993-997, 1969. 7.Tiersten, H.F., "On the nonlinear Equations of Thermo-Electroelasticity", Int. J. Engng. Sci., 9, 587,604,1971.
  • 8.Demiray, H., "On Nonlocal Theory of Quasi-Static Dielectrics", Int. J. Engng. Sci., 10, 258, 1969.
  • 9.Demiray, H., "A Continuum Theory of Diatomic Elastic Dielectrics", Letters in Appl. And Engng. Sci.,1, 505, 1972.
  • 10.Maugin, G.A., "Deformable Dielectrics I—II, Arch. Mech. Stosow., 29, 143-159, 251-258, 1977.
  • 11.Maugin, G.A., Continuum Mechanics of Electromagnetic Solids, Elsevier Science, North-Holland 1988.
  • 12.Eringen, A.C., Maugin, G.A., "Electrodynamics of Continua", Vol. I, Fondations and Solid Media, North Holland, 1990.
  • 13.Erdem, A.Ü., Usal, M.R., "On Nonlinear Electro-Elastic Behavior of Fiber-Reinforced Dielectric Media", Bulletin of the Technical University of İstanbul, (Special Issue : Şuhubi and Continuum Mechanics), Vol. 47, 4, 105- 135,1994;
  • 14.Spencer, A.J.M., "Continuum Theory of the Mechanics of Fibre Reinforced Composites", International Center for Mechanical Sciences, Course and Lecturers, nr.282, ed. by A.J.M. Spencer, Springer Verlag, Wien-New York, 1984.
  • 15.Spencer, A.J.M., "Deformations of Fibre-Reinforced Materials", Clarendon press, Oxford, 1972.
  • 16.Spencer, A.J.M., "Theory of Invariants", In Continuum Physics, Vol. I, (Ed., A.C.Eringen),Academic Press, N.Y., and London.
  • 17.Barenblatt, G.I., Joseph, D.D., Collected Papers of R.S. Rivlin, Volume-1 ve II, Springer - Verlag, New York, p. 2828, 1996.
  • 18.Koh, S.L., Eringen, A.C., "On the Foundations of Thermo-ViscoelaNon-Linear Tsticity", Int. J. Engng.
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-1884
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: Oğuzhan YILMAZ
Sayıdaki Diğer Makaleler

İKİ-TON KÜÇÜK İŞARET GİRİŞLİ LAZER DİYODUN DİSTORSİYON SİSTEM TEORİSİ

Fatih V. ÇELEBİ, Remzi YILDIRIM

Silis dumanı katkılı yapı alçılarında eğilmede çekme dayanımının araştırılması

Muhammed YALINBAŞ, Servet YILDIZ, Oğuzhan KELEŞTEMUR

$ThO_2-UO_2$ yakıt karışımını içeren candu yakıt çubuklarındaki sıcaklık dağılımının sayısal çözümlenmesi

Eşref BAYSAL, H. Mehmet ŞAHİN, Adem ACIR

ISI YÜKÜ VE MERKEZKAÇ KUVVET ETKİSİ ALTINDAKİ DEĞİŞKEN KALINLIKLI UZANTILI YÜZEYLERDE DEFORMASYON ANALİZİ

Ahmet N. ERASLAN, Mehmet E. KARTAL

2 boyutlu çizimlerden 3 boyutlu katı modellerin otomatik elde edilmesi

Adem ÇİÇEK, Mahmut GÜLESİN

Bilyalı dövme parametrelerinin Ç1020 çeliğinin yorulma dayanımına etkisi ve oluşan kalıcı gerilmenin katman ve kaldırma yöntemi ile araştırılması

Emrah DÜLEK, Süleyman SARITAŞ, Şenay ORMAN, Çetin KARATAŞ

Ticari plastiklerin kalıpta akış boylarının incelenmesi

Süleyman SARITAŞ, Sami ERGÜNEY, Çetin KARATAŞ

İZOTROPİK MATRİS MALZEMESİ OLAN FİBER TAKVİYELİ DİELEKTRİK VİSKOELASTİK ORTAMLARIN ELEKTRO-TERMOMEKANİK DAVRANIŞI İÇİN MATEMATİKSEL BİR MODEL

Ali ERDEM, Melek USAL, Mustafa USAL

Kırşehir yöresi kırmataş agregalarının mühendislik özelikleri

İlhami DEMİR, Metin ARSLAN

KEYFİ FİBER TAKVİYELİ VİSKOELASTİK PİEZOELEKTRİK BİR CİSMİN ELEKTRO-TERMOMEKANİK DAVRANIŞI İÇİN MATEMATİKSEL BİR MODEL

Ali ERDEM, Mustafa USAL, Melek USAL