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1.
以纳米机器人等智能器件中的功能梯度纳米板结构为研究对象,基于非局部应变梯度理论,研究了其弯曲和屈曲问题.推导了一般情况下的功能梯度纳米板运动方程,弯曲和屈曲作为其特例可简化而成.分析了非局部尺度参数、材料特征尺度参数、梯度指数、纳米板尺寸等对弯曲挠度和临界屈曲载荷的影响.结果表明:不同高阶连续介质力学理论下的最大挠度都随梯度指数的增大而增大,正方形纳米板挠度较小,且板厚越大,弯曲挠度越小;最大挠度随非局部尺度参数的增大而增大,随材料特征尺度参数的增大而减小.临界屈曲载荷随梯度指数的增大而减小,随板厚、长宽比的增大而增大,随非局部尺度的增大而减小,随材料特征尺度的增大而增大.非局部应变梯度高阶弯曲和屈曲中存在结构软化与硬化机制,两个内特征参数之间具有耦合效应,当非局部尺度大于材料特征尺度时,非局部效应在功能梯度纳米板力学性能中占主导作用;当材料特征尺度大于非局部尺度时,应变梯度效应占主导作用.解析结果还证明了当非局部尺度等于材料特征尺度时,非局部应变梯度理论结果退化为经典结果.  相似文献   
2.
本文基于非局部弹性理论,对旋转压电纳米梁模型的振动进行了分析.首先由哈密顿原理导出旋转压电纳米梁的动力学控制方程及相应的边界条件;再通过微分求积法对控制方程和两类边界条件进行离散;最后通过数值计算分析振动特性.通过改变旋转角速度、轮毂半径、非局部参数以及外部电压分析它们对压电纳米梁振动频率的影响关系.数值结果表明这些参数对压电纳米梁固有频率有不可忽略的影响,本文进一步讨论了旋转角速度对结构模态的影响.  相似文献   
3.
研究了使用最少和最合理的压电片布置,以及最合理的多点输入电压,对曲壳类结构实施最佳的形状控制.首先,采用HS-ANS法,构造能够克服剪切自锁、梯形自锁和厚度自锁的压电曲壳结构实壳单元.然后,利用遗传算法的组合优化,对作动器的数目和位置进行设计,进一步利用遗传算法的数值优化,对各作动器的作用电压值进行优化,并给出一般计算过程.最后的算例表明,给出的实壳单元和优化设计方法,可以非常有效地实现对曲壳类结构的形状控制.  相似文献   
4.
具有压电材料薄板弯曲控制的有限元法   总被引:9,自引:1,他引:8  
考虑一均匀各向同性薄板结构,在其上下表面离散分布状压电执行元件,在横向外载和电压共同作用下,分析板的弯曲变形,并通过变化作用于执行元件上的电压对板的变形进行控制,根据逆压电效应将电压转换成作用于板上的等效作用量,用Hamilton原理导出压电结构板弯曲变形的有限元公式,并对环形板情况进行数值计算。  相似文献   
5.
弹塑性扭转问题具多项式基的径向点插值无网格法   总被引:1,自引:0,他引:1  
对于弹塑性扭转问题描述的椭圆变分不等式,采用具多项式基的径向点插值法无网格方法与Uzawa方法耦舍,得到了带松弛因子的离散迭代算法,并给出了数值算例,分析了参数对结果的影响.通过与有限元法比较,表明该方法是求解弹塑性扭转问题的有效的方法之一.  相似文献   
6.
本文研究简支,固支和悬臂压电层合梁在强电场和机械荷载联合作用下的非线性变形。考虑材料的电致伸缩和电致弹性压电效应以及几何非线性导出压电层合梁的数学模型。并求得在电场和均布力联合作用下各种边界条件梁的挠度和位移解析表达式。通过对双压电晶片梁和单压电晶片梁的数值计算及分析得到线性与非线性模型之间的差别和适用范围。  相似文献   
7.
8.
研究可移简支压电弯曲层合梁在交变强电场作用下的非线性动力学行为.考虑材料的电致伸缩和电致弹性压电效应以及几何非线性导出压电层合梁的数学模型.导出简支压电执行器的弯曲振动控制方程,并得到它的刚度是关于时间的慢变函数关系.利用非定常振动的渐近理论和Galerkin方法对具有慢变系数的非线性动力方程进行求解,得到了可移简支压电层合梁的动力特征.最后得到了可移压电简支梁的共振频率、固有频率和电场频率三者之间的变化关系以及谐振幅度与作用电场强度的关系.  相似文献   
9.
非线性压电效应下压电层合板的弯曲   总被引:3,自引:1,他引:2  
考虑非线性压电效应,即电致弹性和电致伸缩效应情况下压电层合板的弯曲。从非线性压电方程和几何方程导出了压电层合板合应力、合力矩与应变之间的广义本构关系,这些关系关于电场是非线性的。利用Ritz法和双傅立叶级数得到四边简支对称压电层合板在高电场作用下的非线性解并进行计算。结果表明,只考虑线性压电效应只能适应于作用电场较低或基础层的刚度比压电层的刚度要大得多的情况。  相似文献   
10.
非线性压电效应下压电弯曲执行器的动力分析   总被引:4,自引:1,他引:3  
姚林泉  丁睿 《力学学报》2005,37(2):183-189
研究压电弯曲执行器在强电场作用下的非线性动力行为.考虑电致伸缩和电致弹性的非线性压电效应,导出了压电悬臂执行器变刚度的弯曲振动控制方程.利用非定常振动的渐近理论,讨论了弯曲压电执行器的动力特征.根据目前的非线性模型可以计算压电悬臂执行器的固有共振频率与电场的变化关系.结果表明压电执行器端头挠度谐振幅度随作用电场振幅的增大而增大,以及力学品质因数随电场振幅的增大而减少,并且与实验结果非常吻合.通过数值比较得到在电场频率随时间变化非常缓慢的情况下非定常振动问题可以近似地用定常振动来处理.  相似文献   
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