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1.
压电层合板结构振动控制的有限元法 总被引:11,自引:0,他引:11
利用有限元方法模拟压电结构的振动控制,从Hamilton理论出发推导出具有压电传感器及激励器的层合板的电耦合动力方程,应用Lyapunov及负速度反馈控制算来实现振动的控制。 相似文献
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多层压电材料层合板的精确解 总被引:1,自引:0,他引:1
抛弃有关位移和应力的所有假设,直接从三维弹性力学理论的静电学理论,先导出正交各向异性压电材料板的状态方程,由此得到四边简支压电材料板的状态主程,再根据矩阵分析理论,建立了单层压电材料板的上下表面状态量之间的关系,进一步建立了多层压电板上,下表面状态量之间关系式,利用上下表面已知状态量,得到上表面未知状态的求解方程解。通过求解方程组,便得上表面未知状态量,最终可以得到任意位置处状态量,最后,同时给出了四边简支,两层不同压电材料组成,不同纵横比的层合板受正弦分布载荷作用下的精确解,其结果与现有解比较,吻合较好。 相似文献
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三维虚拟层合板壳单元及其应用 总被引:1,自引:0,他引:1
层合结构已广泛应用于各类工程领域。文中介绍的三维虚拟层合板壳单元,其主要特点是它允许同一单元由不同材料构成,有限元网格划分时可以把整体节点定义在结构的外部。这就使得该单元不仅可以应用于一般的层合结构计算,而且还可以应用于结构的形状优化设计。文中的经典算例说明了该单元的有效性。 相似文献
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埋入压电元件的自适应层合板形状控制的数值分析 总被引:5,自引:0,他引:5
把压电元件埋入复合材料层合板中,层合板就变成压电自适应层合板,它除了具有承载能力外,还具有检测、动作、变形等功能。本文用有限元法对压电自适应层合板进行了分析,压电元件的驱动效应被等效为力学载荷。计算过程因此得到了简化,所得算例1的计算结果得到了实验结果的验证。在此基础上,利用非线性规划方法,对结构形状的最优控制进行了分析,并给出了算例2的分析结果。 相似文献
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压电复合材料层合板自适应结构的振动控制 总被引:10,自引:0,他引:10
本文针对板壳型自适应结构,研究了压电材料作为作动器的自适应结构的振动控制。利用四节点压电复合材料层合板单元进行自适应结构的有限元动力分析;采用模态控制方法,将结构的各阶模态的阻尼比作为控制目标,并以此计算出各压电片的控制电压,达到控制结构振动的目的。算例给出了数值计算的结果。 相似文献
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压电层合板热屈曲问题的精确分析 总被引:8,自引:0,他引:8
本文在作者们以前工作的基础上导出了热压电介弹性稳定性问题的控制微分方程,提出了热压电层合板热屈曲问题的数学和学解法。由于最后所得特征值问题的复杂性,热屈曲临界必须数值求解。文中对不同压电材非压电材料层构成的层合板作了具体计算,考虑了压电性对屈曲温度的影响。 相似文献
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含压电片层合板的静变形控制 总被引:3,自引:0,他引:3
借助阶梯函数,建立了含有任意分布的用作执行器的的压电片的层合板弯曲方程,然后利用该方程,进行了层合板静变形控制的研究,最后给实例,用“遗传+配点”法对压电片的位置和尺寸进行了优化。结果表明,用压电片作执行器,用“遗传+配点”法进行优化是对板进行静力变形控制的一条有效途径。 相似文献
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压电弹性层合板静力机耦合特性的解析解 总被引:1,自引:0,他引:1
应用经典权壳理论和压电理论对层合板结构进行简化。对四边简支压电层合板在不同电学边界条件下,包括四边电学开路和电学短路。上下表面受外电压及无外加电压作用,进行分析,求得了电势和挠度的解析表达式,给出了压电层和基体的挠度、电势分布图。 相似文献
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基于应变能等效原理、高阶剪切变形理论和Hamilton变分原理,考虑复合材料铺设层内的损伤效应,建立了具损伤压电智能层合板的运动控制方程,并运用Galerkin方法进行求解.数值算例中,讨论了损伤效应、厚跨比及压电层厚度与层合板总厚度之比对四边简支压电智能层合板自由振动频率的影响和外部控制电压对其动力响应的影响. 相似文献
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非线性压电效应下压电层合板的弯曲 总被引:2,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
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由于具有良好的结构、力学性能,复合材料层合板在现代飞行器上大量应用;而压电复合材料,作为一种新兴的智能材料,由于其独特的力电耦合性能得到了人们更多的关注。本文研究含有压电片的复合材料梁和板在电场作用下的变形控制问题。基于经典的梁理论和层合板理论,分别研究了下列问题:(1)双压电片布置的悬臂梁的变形;(2)含有压电层的层合板变形控制问题;(3)含有一对压电片的层合板的变形控制问题。针对上述问题,分别给出了理论解和数值解,并进行了相关讨论分析。结果表明压电材料可对结构进行精确控制,因此本文的结果可对复合材料梁和板在电场作用下的变形控制问题提供工程参考。 相似文献
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基于压电复合材料层合板一阶剪切变形理论及叠层理论,构造了一种新型三角形三节点压电层合板单元,简记为CDST-S6E单元.该单元采用压电耦合的运动方程求解位移场及电势场,层合板主体结构用一阶剪切变形理论模拟,其剪应变场及单元转角场由结点包含有两个剪切自由度的DST-S6单元理论确定,电势作为附加自由度,应用叠层理论对压电层合板的电势场沿厚度方向进行线性插值.该CDST-S6E单元不需要借助减缩积分、假设应力或应变等辅助数学手段,也不会产生对稳定性带来影响的附加零能模式,可较好避免厚薄板单元的剪切闭锬问题且具有简洁的表达形式.数值算例表明,CDST-S6E单元具有较高的精度,可以较为精确地预测压电层合板的变形及电势场,是一种厚薄通用的优质压电层合板单元. 相似文献
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本文在文[1]的基础上,采用子结构法建立了多层复合板的边界元方法,对具有中心园孔[0°/90°]_s的层合板的层间应力作了计算,同有限元法的结果进行了比较,结果表明,应用边界元法处理这类问题,单元划分少,节约了计算机时,而且有较高的计算精度。 相似文献
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低速冲击下压电层合板的非线性动力响应与疲劳损伤寿命分析 总被引:1,自引:0,他引:1
基于损伤力学,考虑压电效应、几何非线性和损伤演化的影响,建立了集中载荷作用下压电层合板的非线性运动微分方程,考虑撞击物与压电层合板之间的弹性接触效应,确定了层合板所承受的冲击力.对此非线性动力问题,采用有限差分法进行求解,且引入损伤层合板单元模型,采用有限元方法模拟了冲击荷载作用下压电层合板的损伤演化.算例中,讨论了撞击物的冲击速度、压电材料以及损伤对压电层合板非线性动力响应的影响,以及周期冲击荷载下冲击速度和压电材料对压电层合板疲劳损伤寿命的影响. 相似文献