层状压电半导体板的稳态弯曲振动分析

论文针对具有变形-极化-载流子耦合的层状压电半导体复合悬臂结构,理论研究了其自由端在周期荷载作用下的稳态响应问题,导出了板中位移、电场、载流子等物理量的解析表达式,并数值分析了周期荷载的幅值、激励频率和初始载流子浓度对结构宏观力学响应的影响.数值结果表明:在一阶固有频率下,结构内部各物理量响应幅值较大;在高阶固有频率下,各物理量响应出现多个局部峰值区域,其幅值相对减小,载流子会朝局部极值区域“聚集”或“离开”局部极值区域.初始载流子浓度在一定范围内对结构各物理量(如固有频率和电势)的稳态响应有显著的调控作用.     

三维编织复合材料弯曲性能分析

根据三维四向编织复合材料的结构特点,提出了用刚度合成法来预测复合材料的弯曲模量,并对三维编织T300/QY9512复合材料的弯曲模量进行了预测.分析结果表明,由于试件的表面单胞和内部单胞的结构不同,得到试件的弯曲模量略高于拉伸模量,该结果与试验值相符.另外,当试件尺寸较大、内部单胞数较多时,可以不考虑表面单胞和内部单胞性能差异的影响,而认为三维编织复合材料的弯曲模量只与内部单胞的性能有关,这对工程分析和试件制作具有指导意义.     

3D-DIC技术在材料力学弯曲梁实验中的拓展应用1)

三维数字图像相关法(three-dimensional digital image correlation method,3D-DIC)是光测实验力学领域的新型测试技术,具有非接触、全场性的测量优势。将3D-DIC方法引入纯弯曲梁应力电测实验,采用动态电阻应变仪和3D-DIC非接触测量系统进行同步测量,直观呈现了弯曲梁表面选定区域的应变场以及弯曲梁应变的分布规律,从实验内容和实验技术两方面对传统材料力学弯曲梁实验进行了拓展。该拓展实验已应用于本校大学生第二课堂创新实验,取得了良好效果。     

弯曲波在含非圆孔洞无限压电薄板中的散射

基于线性压电动力学理论,采用波函数展开法、保角映射以及复变函数,对含非圆孔洞无限大压电薄板弹性波的散射及动应力集中问题进行了分析,给出了其动弯矩集中系数(DMCF)的解析表达式.为说明问题,以PZT-4为例,讨论了外加电场、椭圆孔长短半轴比、椭圆孔倾角以及入射波频率对含圆孔和椭圆孔无限大压电薄板弹性波散射的影响,并分别给出了无限压电薄板开圆孔和椭圆孔动弯矩集中系数的数值结果.     

工字形薄壁梁翼缘弯曲切应力的进一步分析1)

本文通过梁相邻两横截面间轴向的平衡条件,进一步推导了工字形薄壁梁翼缘与腹板交接区域垂直于剪力的切应力和翼缘上平行于剪力的切应力计算公式。结果表明,所得公式完全满足横截面对称性条件和应力边界条件。在此基础上,绘制了工字形薄壁梁横截面上新的切应力分布图。本文的研究成果可作为学生全面学习工字形薄壁梁上弯曲切应力的重要补充。     

斜磁场中矩形铁磁薄板的几何非线性磁弹性行为分析

基于复杂磁场中铁磁介质磁弹性广义变分原理,给出了包含磁场、铁磁薄板几何非线性的一组基本方程,并对斜磁场中铁磁薄板的磁弹性弯曲问题进行了分析.根据铁磁板内磁场分布特点定性分析了铁磁薄板所受磁力的特征,建立了考虑铁磁板磁场端部效应以及耦合非线性、几何非线性的磁弹性有限元模型,数值模拟了铁磁薄板的磁弹性耦合弯曲特性并给出铁磁悬臂、简支薄板随磁场倾角变化的磁弹性弯曲变形特征等,数值结果与定性分析结果吻合良好.     

基于Rayleigh-Bloch模式的单层结构弯曲声波导

基于一维声栅中的Rayleigh-Bloch(RB)模式基本特点,设计了一种单层结构弯曲声波导.利用有限元方法从时域和频域两方面验证了弯曲声波导的有效性,RB模式波可以沿着波导的弯曲界面传播.研究发现,由于采用了环形结构基本单元,在该波导中存在两种传播模式,分别对应能量局域在单元间(模式-1)和单元内部(模式-2)两种...     

滑动最小二乘插值函数在板弯曲问题上的应用

利用滑动最小二乘插值函数作为加权残值法的试函数,分析了该试函数的拟合特性,对试函数中的基函数以及权函数的选取提出了建议;采用最小二乘配点法求出试函数中的系数,进而可得到定解问题的近似解;利用该试函数对薄板的挠曲、中厚板的弯曲两个例子进行了数值计算,并与理论结果或其它数值结果进行对比,结果表明,该试函数适用于多种边值问题,且精度高. 该法简化了选择试函数的过程,尤其适用于工程中的各种数值计算.     

用弯曲法分析开关的插拔力

用弯曲法分析开关的插拔力,并作了实测,获得较满意的结果.     

套管中弯曲型Lamb波数值仿真和物理模拟*

低密度水泥在低压易漏复杂井固井中的广泛应用使得声阻抗类测井方法难以准确、有效的评价固井质量。基于套管中传播的弯曲型Lamb对套后介质的声学参数和胶结状况的敏感性,本文通过理论计算和实验测量研究了不同频率下弯曲型Lamb 波衰减与水泥声学性质的关系,较低的工作频率会使得不同水泥阻抗下的衰减动态变化范围降低,且对水泥环第一界面的窜槽厚度也有很高的灵敏度;利用套管外胶结流体和固体时衰减率的差异,还可较好的区分套管外声阻抗接近的流体和固体;但弯曲型Lamb波的同一个衰减率值可与两个水泥声阻抗值相对应,因此需通过建立弯曲型Lamb波的衰减与水泥声阻抗的图版以提高低密度水泥固井质量评价的可信度。本文的计算分析结果对进一步应用弯曲型Lamb评价低密度水泥具有指导意义。