On the contact problem for a smooth punch in piezoelectroelasticity.

Abstract

The problem of electroelasticity for piezoelectric materials is considered. For axially symmetric states, three potentials are introduced, which determine displacements, electric potential, stresses, components of the electric field vector and electric displacements in the piezoelectric body. These fundamental solutions are utilized to solve a smooth contact problem. Exact solutions are obtained for elastic and electric fields in the contact problem. The numerical results are presented graphically to show the influence of applied mechanical and electrical loading on the analyzed quantities and to clarify the effect of anisotropy of piezoelectric materials. It is also shown that the influence of anisotropy of the materials on these fields is significant.

Rozpatrzono osiowo symetryczne zagadnienie clektrosprężystości dla materiałów piezoelektrycznych. Wprowadzono trzy potencjały opisujące przemieszczenia, naprężenia, elektryczny potencjał, składowe wektora pola elektrycznego i elektrycznych przemieszczeń. Znalezione fundamentalne rozwiązania wykorzystano do analizy zagadnienia kontaktowego gładkiego stempla. Znaleziono ścisłe rozwiązania opisujące sprężyste i elektryczne pola w rozpatrywanym zagadnieniu kontaktowym. Wyniki obliczeń przedstawiono na wykresie w celu pokazania wpływu mechanicznych i elektrycznych obciążeń na analizowane wielkości. Efekt anizotropii materiałów piezoelektrycznych w omawianym zagadnieniu jest znaczący.