در این رساله تحلیل پیزوالاستیک سیلندر جدارضخیم ساخته شده از مواد مدرج پیزوالکتریک تحت بارهای مکانیکی و الکتریکی مورد بررسی قرار می گیرد. تئوری برشی مرتبه اول و تئوری کلاسیک جهت مدلسازی تغییر شکلها در فضای دوبعدی و تقریب مرتبه دوم جهت مدلسازی میدان پتانسیل الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. سیلندر به صورت متقارن محوری و در فضای دوبعدی طولی-شعاعی مدل می شود. فشار و پتانسیل الکتریکی بر سطوح داخلی و خارجی وارد می شود. شرایط مرزی دوسر گیردار برای دو انتهای سیلندر اعمال می شود. روابط حاکم بر رفتار پیزوالاستیک سازه، با استفاده از روابط تنش-کرنش در میدان الکتریکی عمومی، روابط کرنش-تغییرمکان و روابط شارژ الکتریکی استخراج می شود. عبارت عمومی انرژی سیستم در حالت کلی و با درنظر گرفتن انرژی ناشی از کارهای خارجی با استفاده از اصل هامیلتون استخراج می شود. کمینه کردن انرژی کلی سیستم نسبت به کلیه پارامترهای موجود، معادلات نهایی سیستم را ارائه می کند. معادلات نهایی بدست آمده در واقع معادلات تعادل مولفه های تنش و معادلات ماکسول می باشد. برای عمومیت بخشیدن به تحلیل، سازه سه بعدی در دستگاه مختصات منحنی الخط با تغییر خواص در سه جهت مورد بررسی قرار گرفته و روابط نهایی استخراج می شود. معادلات نهایی بدست آمده، جهت پیش بینی رفتار یک سازه ناهمگن عمومی کفایت می کند. بدین جهت مسایل الکتروالاستیک مختلف حوزه مواد مدرج و کامپوزیتها با درجات ناهمگنی و غیر ایزوتروپی حداکثری با روش و فرمولبندی ارائه شده حاضر قابل تحلیل خواهد بود. معادلات بدست آمده در حالات خاص برای مسایل ساده تر مورد استفاده و تایید قرار می گیرد. روش ارائه شده در این رساله علاوه بر ارائه مدلهای جدید برای حل مسایل مختلف و معرفی مدلهای جدید مسایل مهندسی(مدل حسگر پیزوالکتریک دوار)، توانایی بررسی مسایل دوبعدی با انواع مختلف شرایط مرزی را دارد. مطالعات نشان می دهد که روشهای قبلی تنها برای حالات خاص با توابع پیش تعریف شده قابل انجام بود. نتایج بدست آمده از این تحقیق شامل تعیین محدوده تاثیر تکیه گاهها بر توزیع یکنواخت پارامترها و تحلیل رفتار سازه در تکیه گاهها سازگار با شرایط مرزی می باشد. نتایج بدست آمده قابل استفاده در طراحی سازه ها، تحلیل تنش و همچنین محاسبه ضرایب تمرکز تنش می باشد.

در این تحقیق، تحلیل کمانش و پایداری یک گرافن شیت اورتوتروپیک دو لایه با پوشش ماده ی پیزوالکتریک zno بررسی می شود. ازروابط مربوط به مکانیک محیط های پیوسته ورق اورتوتروپیک و تئوری های کلاسیک و تغییر شکل مرتبه ی اول ورق ها در مدل سازی گرافن شیت ولایه ی پیزوالکتریک استفاده می گردد. سطوح بالا و پایین ورق گرافن دولایه، توسط ماده ی پیزوالکتریک zno پوشیده شده است. مجموعه روی یک بستر پاسترناک قرار گرفته است. ماده ی zno دارای خاصیت پیزوالکتریک می باشد، یعنی در حضور میدان الکتریکی دچار کرنش شده که می تواند به عنوان یک محرک (actuator) مورد استفاده قرار گیرد ودر صورت اعمال تنش، میدان الکتریکی ایجاد می کند که از این خاصیت در سنسورها می توان بهره جست. بنابراین میدان الکتریکی، می تواند به عنوان پارامتر کنترلی مورد استفاده قرار گیرد. از سوی دیگر، این پوشش می تواند به عنوان یک عامل بازدارنده در خورندگی گرافن در محیط های خورنده بکاربرده شود. همچنین ورق های گرافن تحت نیروی دو محوره (biaxial) و میدان مغناطیسی قرار می گیرد. تاثیر پارامترهای مختلف نظیر میدان الکتریکی، میدان مغناطیسی، ابعاد ورق ها، محیط احاطه کننده، مقیاس کوچک و نیروهای دومحوره روی پایداری و کمانش سیستم در قالب نمودارهایی بیان خواهد شد. در نتیجه، با چیدمان و آرایش کنونی صفحات و نحوه ی بارگذاری می توان کمانش ورق های گرافن را کنترل نمود تا سیستم شامل این گونه ورق ها، دیرتر تخریب شود.

در این تحقیق به بررسی یک سیلندر جدار ضخیم مدرج تحت فشار های داخلی و خارجی به همراه بار حرارتی که در بسترهای وینکلر و پاسترناک قراردارد، با استفاده از روش تئوری برشی مرتبه اول و بر اساس یک میدان دوبعدی (راستای شعاعی و طولی) پرداخته می شود. معادلات تنش کرنش در حالت کلی در دستگاه مختصات استوانه ای و با در نظر گرفتن کرنش حرارتی بازنویسی می شود. روابط مورد نیاز برای بررسی رفتارترموالاستیک سیلندر با شرایط مرزی مشخص شده تحت فشار داخلی استخراج می شود. نتایج آنالیز ترموالاستیک در حالت ه ای مختلف برای داده های معین بررسی خواهند شد. از نتایج مهم این تحقیق بررسی همزمان فشار داخلی و بستر الاستیک بر روی توزیع تغییرشکل ها در سیلندر می باشد. تحقیق حاضر همچنین به تحلیل اثر بارگذاری های حرارتی بر رفتار الاستیک سیلندر می پردازد.

چکیده ندارد.