อิทธิพลของคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของตัวกลางภายในรอยร้าวที่มีต่อหน่วยแรงทีทั่วไป ของรอยร้าวในตัวกลางไพอิโซอิเล็กทริกสามมิติ

บทคัดย่อ

บทความนี้ศึกษาอิทธิพลคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของตัวกลางภายในรอยร้าวที่มีต่อหน่วยแรงทีทั่วไปของรอยร้าวที่อยู่ในระนาบและไม่อยู่ในระนาบในตัวกลางไพอิโซอิเล็กทริกเชิงเส้นภายใต้เงื่อนไขขอบเขตเชิงไฟฟ้าแบบกึ่งซึมผ่านได้ และเงื่อนไขขอบเขตเชิงไฟฟ้าแบบสอดคล้องเชิงพลังงานโดยใช้วิธีบาวดารีเอลิเมนต์ รอยร้าววงกลมและรอยร้าวผิวทรงกลมถูกเลือกเป็นตัวแทนของรอยร้าวที่อยู่ในระนาบและรอยร้าวไม่อยู่ในระนาบตามลำดับ ผลการศึกษาพบว่า คุณสมบัติการนำไฟฟ้าของตัวกลางที่อยู่ภายในรอยร้าวมีบทบาทที่สำคัญยิ่งต่อค่าของหน่วยแรงทีทั่วไป กล่าวคือ หน่วยแรงทีทั่วไปของรอยร้าววงกลมภายใต้เงื่อนไขขอบเขตเชิงไฟฟ้าแบบกึ่งซึมผ่านได้ และเงื่อนไขขอบเขตเชิงไฟฟ้าแบบสอดคล้องเชิงพลังงาน อยู่ระหว่างผลเฉลยของเงื่อนไขขอบเขตเชิงไฟฟ้าแบบซึมผ่านได้ซึ่งเป็นขอบเขตบน และแบบซึมผ่านไม่ได้ซึ่งเป็นขอบเขตล่าง สำหรับทุกค่าของคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของตัวกลางที่พิจารณา โดยเป็นที่น่าสังเกตว่า เมื่อคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของตัวกลางภายในรอยร้าวมีค่าเพิ่มขึ้น ผลเฉลยของเงื่อนไขขอบเขตเชิงไฟฟ้าแบบสอดคล้องเชิงพลังงาน ลู่เข้าสู่ผลเฉลยของเงื่อนไขขอบเขตเชิงไฟฟ้าแบบซึมผ่านได้ เร็วกว่าผลเฉลยของเงื่อนไขขอบเขตเชิงไฟฟ้าแบบกึ่งซึมผ่านได้ นอกจากนี้ เรขาคณิตของผิวรอยร้าวที่ไม่อยู่ในระนาบยังทำให้ ขอบเขตบนและขอบเขตล่างของหน่วยแรงทีทั่วไปของรอยร้าวผิวทรงกลมแตกต่างจากของรอยร้าววงกลม กล่าวคือ นอกจากผลเฉลยทั่วไปของเงื่อนไขขอบเขตเชิงไฟฟ้าแบบซึมผ่านได้และแบบซึมผ่านไม่ได้แล้ว ผลเฉลยของเงื่อนไขขอบเขตเชิงไฟฟ้าแบบสอดคล้องเชิงพลังงานยังเป็นขอบเขตของหน่วยแรงทีทั่วไปของรอยร้าวผิวทรงกลมด้วยเช่นกัน