پاسخ غيرخطي الكترو - مگنتو - ترمو - الاستيك كره نانو كامپوزيتي هوشمند ساخته شده از پليمر تقويت شده پيزوالكتريك با در نظر گرفتن تاثير درصد حجمي نانولوله چند جداره كربني

Nonlinear electro-magneto-thermo-elastic response of smart nano-composite sphere made of reinforced piezoelectric polymer considering the effect of MWCNT volume fraction

در اين مقاله يك حل غيرخطي براي پاسخ الكترو-مگنتو-ترمو-الاستيك كره هوشمند ساخته شده از ماده پليمري پيزوالكتريك تقويت شده با نانولوله‌هاي چند جداره كربني در سه درصد حجمي مختلف بررسي شده است. كره تحت فشار داخلي و خارجي، يك گراديان دما، يك ميدان مغناطيسي و يك اختلاف پتانسيل الكتريكي قرار داده شده است. با استفاده از معادله تعادل، سازگاري، معادله الكتروديناميك ماكسول ، كوپلينگ الكترومكانيكي و معادلات پتانسيل الكتريكي براي شارژ الكتريكي و روابط تنش كرنش يك معادله ديفرانسيل غيرخطي شامل جابجايي شعاعي براي مخزن كروي بدست آمده است. مي‌توان نتيجه‌گيري كرد كه با درصد حجمي مناسب از نانولوله‌هاي چند جداره كربني مقاومت مخزن تحت فشار نانو كامپوزيتي افزايش يافته است. همچنين با اعمال يك اختلاف پتانسيل الكتريكي و ميدان مغناطيسي مناسب تغيير شكل مخزن كروي را مي‌توان كنترل نمود و با توجه به خصوصيات فيزيكي و مكانيكي مناسب از قبيل وزن كم و استحكام قابل قبول و كنترل پذيري براي استفاده در مخازن دريايي پيشنهاد مي‌شود.

In this article a nonlinear solution is developed for electro-magneto-thermo-elastic response of a smart hollow sphere made of piezoelectric polymer material reinforced with multi-walled carbon nanotube (MWCNT) for three different volume fractions. The sphere is exposed to internal and external pressures, a thermal gradient, a magnetic field and an electric potential difference. By using the equations of equilibrium, compatibility, Maxwell electrodynamics equations, electro mechanical coupling and electric potential equations for electric charge and stress–strain relationships a nonlinear differential equation in terms of radial displacements for spherical vessel has been derived. It has been concluded that suitable volume fraction of MWCNT enhances strength of the nano-composite pressure vessel. Also it has been found that by imposing an appropriate electric potential and magnetic field deformation of the sphere can be controlled. according to suitable mechanical properties and acceptable strength and ability of controlling it is suggested for using in maritime vessels.