Modelado del comportamiento electro-mecánico en compuestos piezoeléctricos: Estado actual y perspectivas sobre la homogeneización

Los compuestos piezoeléctricos han surgido como una plataforma versátil con un inmenso potencial para adaptar propiedades electro-mecánicas que atiendan una amplia gama de aplicaciones. El uso de sus capacidades se centra en técnicas de modelado y homogeneización, tanto analíticas como numéricas, que sirven como base para analizar y optimizar las aplicaciones de estos materiales. A medida que la tecnología continúa evolucionando, el desarrollo de modelos sofisticados y diseños innovadores de compuestos promete impulsar avances adicionales en el ámbito de los compuestos piezoeléctricos. Esta revisión integral explora los modelos analíticos y numéricos empleados para homogeneizar compuestos piezoeléctricos. Presenta y examina de manera sistemática estos modelos, arrojando luz sobre sus distintas ventajas y limitaciones, lo que ayuda a los investigadores a seleccionar el más apropiado para sus necesidades específicas. Esta revisión destaca los desafíos en el modelado de compuestos de fibra larga, citando limitaciones en los Modelos Tipo Eshelby. La simplificación de los modelos basados en micromecánica enfrenta desafíos al tratar con propiedades transversales, mientras que los Modelos Basados en Homogeneización Asintótica sobresalen en patrones regulares. Existe una validación experimental limitada, especialmente en matrices metálicas. En conclusión, esta revisión integral navega por el diverso panorama de estrategias de modelado para Elementos de Volumen Representativo, cada uno con sus fortalezas y limitaciones únicas. Los investigadores en este campo deben seleccionar prudentemente las técnicas de modelado según sus características piezoeléctricas y niveles de precisión deseados. Además, la necesidad urgente de una mayor validación experimental, especialmente en lo que respecta a matrices metálicas, se destaca como una avenida crítica para mejorar la fiabilidad y aplicabilidad en el mundo real de estas técnicas de modelado.