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《北京交通大学》 2010年
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水泥基压电智能器件特性分析

韩嵘  
【摘要】:近年来,随着智能材料和结构在土木工程中应用的迅速增长,水泥基智能复合材料已成为智能材料研究的前沿领域之一。水泥基压电智能复合材料是水泥基智能复合材料之一,它是近年发展起来的一种新型的功能复合材料。 在土木工程领域,应用最多的结构材料是混凝土,研发与混凝土相容性好的智能材料具有重要意义。以水泥作为智能材料的基体,掺入压电陶瓷材料作为功能体,可以形成与混凝土具有良好相容性的水泥基压电智能复合材料。利用水泥基压电智能复合材料制作的压电元件,可以克服传统压电元件在土木工程结构应用中存在的相容性差等诸多问题。 水泥基压电智能复合材料或器件在理论分析方面还有许多问题需要解决,如分析模型的建立及精确解的获得等。本文针对上述问题,进行了较系统的研究,主要内容包括:1)建立0-3型、2-2型和夹芯型水泥基压电智能器件的分析模型,给出理论分析方法,获得相关器件的解析解;2)讨论压电相、材料参数、压电陶瓷粉末体积含量、压电片极化方向、荷载类型、荷载频率等因素对器件性能的影响;3)进行数值分析,并将理论结果与数值结果和实验结果进行比较。 本文建立了0-3型、2-2型和夹芯型水泥基压电智能器件的理论分析模型,给出了解析解。本文工作可为上述水泥基压电智能器件的合理设计提供理论指导,对水泥基压电智能器件在土木工程中的应用具有重要的意义。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU599

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