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具有压电元件圆薄板传感器的非线性弯曲

0引言压电材料作为功能材料的一种,以其特有的可设计性和机电耦合性质,被广泛用于各个工程领域,尤其作为智能传感器和执行器中核心元件发挥重要作用.因此,对具有压电材料的智能结构的强度、弯曲、屈曲和振动等力学行为的已被广泛关注.国内外对压电功能材料的研究已有大量成果.文献[1]基于经典板小绕度理论和压电理论,导出功能弹性薄板小绕度屈曲和弯曲微分方程;文献[2]假设梯度材料的物性参数为板厚度方向坐标的幂函数,应用达朗贝尔原理,导出了具有压电元件的功能梯度弹性薄板的动力学方程;文献[3]用Von Karman薄板非线性理论、压电基本方程和经典层合板理论,对上、下表面粘有压电传感膜层的圆薄板压力传感器的力一电耦合特性进行了定理分析;文献[4]分析了在热环境条件下受横向载荷作用的、带压电功能梯度材料悬臂板的非线性动力学问题;文献[5]采用有限元法在已建立的压电智能板的动力学方程基础上,应用模态控制理论对压电智能板振动控制的原理和策略进行了研究...  (本文共4页) 阅读全文>>

《制造业自动化》2013年06期
制造业自动化

基于Grbner基的圆薄板非线性大挠度分析

0引言由于重量轻,易加工,又可承受较大的载荷,薄板结构在工程中使用广泛。为了准确地评估其工作性能,常常需要考察薄板在载荷作用下的力学行为,圆薄板非线性大挠度弯曲就是其中的一个重要问题。圆薄板大挠度弯曲问题有多种数学模型,其中卡门(Von Karman)方程组由于形式相对简单,又合理地考虑了非线性效应,因而得到广泛采纳。该方程组包括一对耦合的非线性偏微分方程,各国学者对其求解方法进行了大量研究[1~5]。Vincent[1]以载荷为摄动参数,首先求解了均布载荷作用下的圆板大挠度弯曲问题,结果的误差较大。钱伟长[2,3]以中心位移为摄动参数求解了同样的问题,计算结果非常接近实验值,并且求解过程比Vincent的方法收敛更快。叶开沅等改进了摄动法的计算程序,提出了修正迭代法[4],使得各阶摄动方程不再耦合,计算过程得到较大简化。上述方法均需要多次迭代求解微分方程组,以逐步提高近似解的精度,这要求工程设计人员有较高的数学分析和运算能力,...  (本文共4页) 阅读全文>>

《工程力学》2011年12期
工程力学

折板结构非线性弯曲分析的移动最小二乘无网格法

———————————————折板结构有着高刚度/重量比、易成型的显著特点,是实际工程中广泛使用的一种结构,其力学行为的研究也得到了国内外众多学者的重视。人们希望通过研究更多地了解该结构的力学性能,为结构设计提供参考。综合来看,折板结构的分析方法可归纳为两类:解析法和数值法。解析法方面,早期研究者使用梁理论来近似分析折板结构,它的缺点在于采用了较多的简化处理,对于一般折板问题不能给出令人满意的解[1]。后来的研究者,如Gaafar[2]、Yitzhaki[3]、Yitzhaki和Reiss[4]及Whitney等[5]最先在他们的方法里考虑了折板接合处相对位移,对一般折板取得了较好的分析结果。Goldberg与Leve[6]的工作被Guha-Niyogi等[7]认为是首次给出了折板静态问题准确解。Bandyopadhyay等[8]回顾比较了折板的近似及精确分析方法。赖远明等[9]对简支V形折板屋盖开展了非线性分析。相对于解析法,...  (本文共7页) 阅读全文>>