基于数字电感的压电换能器动态匹配的研究

本文用实验的方法叙述了压电换能器的静态夹持电容随温度变化的特性,以及引起匹配质量下降的问题。提出了一种关于匹配的新概念－数字电感动态匹配,使匹配电感跟随静态电容的变化,从而提高匹配质量,实验结果表明,这种动态匹配方法是行之有效的。     

外激励下压电球壳的球对称稳态响应分析

对压电球壳空间球对称稳态响应问题进行了研究。考虑空间球对称压电材料,不计体力和自由电荷,在球坐标下利用弹性理论,由压电材料的本构方程、几何方程和运动方程导出了外激励作用下位移、应力、应变、电势、电位移和电场强度各量的稳态解,并对带压电激励和感应层的弹性球壳的球对称响应问题进行了求解。该结果可以给结构的空间球对称动力控制问题提供良好的理论依据,为日后对于一般性的空间动力问题的研究提供参考。     

压电板屈曲和后屈曲的有限元分析

采用板的一附剪切理论,并考虑结构的几何非线性,基于Ｔｏｔａｌ Ｌａｇｒａｎｇｅ方法,建立了在弱非线性耦合假设下压电智能的有限元控制方法,分析了没边界条件下压电板的屈曲和后屈曲,计算结果表明,在单向压力作用下,材料的压电效应和外加电压对板的屈曲载荷及后屈曲影响很小;而电场对位移加载简支板的屈曲影响较显著。该文为压电材料的工程应用提供了理论指导,同时提供了一种有效的有限元分析方法。     

挠性自适应结构振动控制的分析与实验研究

采用自适应结构的原理和方法,对压电元件用于挠性结构振动控制的一些问题进行了探讨。对压电驱动器与结构的匹配关系进行了理论分析,对模态传感/驱动器在挠性悬臂板结构中的布置方案进行了优化设计,并进行了结构的振动控制实验,从而验证了方法的有效性     

压电梁的多项式解（Ⅱ）——典型问题解析解

从正交各向异性压电介质平面问题,对于材料3个特征根互不相等情况下,以3个拟调和位移函数表达位移、电势、应力和电位移的通解出发,利用调和多项式的显式表达式,结合试凑法,给出了平面压电梁的若干典型问题的解析解,包括悬臂压电梁自由端作用横向集中力和点电荷,悬臂压电梁表面作用线性电势和均布载荷,以及两端简支压电梁作用均布载荷等的解析解．     

GREEN＇S FUNCTIONS OF INTERNAL ELECTRODES BETWEEN TWO DISSIMILAR PIEZOELECTRIC MEDIA

The generalized 2-D problem of a half-infinite interfacial electrode layer between two arbitrary piezoelectric half-spaces is studied. Based on the Stroh formalism,exact expressions for the Green‘ s functions of a line force, a line charge and a line electric dipole applied at an arbitrary point near the electrode edge, were presented, respectively.The corresponding solutions for the intensity factors of fields were also obtained in an explicit form. These results can be used as the foundational solutions in boundary element method (BEM) to solve more complicated fracture problems of piezoelectric composites.     

An Interface Inclusion between Two Dissimilar Piezoelectric Materials

The generalized two-dimensional problem of a dielectric rigid line inclusion, at the interface between two dissimilar piezoelectric media subjected to piecewise uniform loads at infinity, is studied by means of the Stroh theory. The problem was reduced to a Hilbert problem, and then closed-form expressions were obtained, respectively, for the complex potentials in piezoelectric media, the electric field inside the inclusion and the tip fields near the inclusion. It is shown that in the media, all field variables near the inclusion-tip show square root singularity and oscillatory singularity, the intensity of which is dependent on the material constants and the strains at infinity. In addition, it is found that the electric field inside the inclusion is singular and oscillatory too, when approaching the inclusion-tips from inside the inclusion.     

压电板壳自由振动的三维精确分析

本文简要评述了压电材料板壳结构的研究现状,着重介绍了近年来我们在压电板壳三维分析方面所做的工作：（1）四边简支横观各向同性压电矩形板的状态空间分析方法：（2）横观各向同性压电圆板和环板的状态空间分析方法;（3）横观各向同性压电圆柱壳和球面各向同性压电球壳耦合振动的精确分析。这些工作都直接从压电弹性力学三维基本方程出发,不引进任何变形假设,因此可作为二维简化理论和数值计算方法的校核标准。文末对今后压电材料板壳的研究方向也作了展望。     

含币形裂纹的压电体在点力和点电荷作用下的裂纹张开位移

本文利用CHEN等给出的在横观各向同性压电无限体内币形裂纹上下表面作用对称法向点力和点电荷情形下的解,结合压电材料功的互等定理,用初等函数的形式给出了在压电无限体中任意一点作用任意点力和点电荷情形下币形裂纹的张开位移,并对PZT－4压电陶瓷和对应的非压电材料作了计算分析。     

三相压电复合本构模型中的弧形界面裂纹

深入研究了三相同心圆柱压电复合本构模型中的弧形绝缘界面裂纹问题。采用复势方法获得了该问题的级数形式的解答,并给出了应力、应变、电位移和电场强度等物理量在全场及界面上的分布,同时推导了裂尖处广义强度因子及裂面张开位移和裂面上电势差的表达式。具体计算表明该级数解答收敛迅速,同时显示出第三相混杂区的影响是不能忽略的。由于裂尖处应力奇异性为－1／2,则这种解答不会出现平面应变状态下界面裂纹裂尖处的振荡奇异性,从而不会产生违反物理实际的裂面相互嵌入现象,则该弹性解答也是建立了坚实的物理基础之上。