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《大连理工大学》 2008年
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压电智能复合材料板的形状控制及其优化设计

王琦  
【摘要】: 压电智能结构是利用压电材料所具有的压电效应,使结构具有传感和驱动的能力。这种结构具有响应快、自诊断,自修复等特点,在航空航天领域有着重要的应用前景,目前已成为智能结构领域的研究热点之一。复合材料层合板结构由于其优越的力学性能也广泛应用于工程结构之中,但由于复合材料层合板结构经常在热环境下工作下,因此,如何控制其热变形,也是工程中十分关注的问题。本文采用基于复合材料一阶剪切效应理论的有限元方法研究了压电智能复合材料层合板在考虑热载荷下的变形,以及使用压电作动器对层合板进行形状修复的问题。在文中,作者首先对压电智能结构的特点和其分析方法的国内外发展现况进行了评述;然后,分别介绍了基于复合材料一阶剪切效应理论的层合板理论和相应的有限元列式:其次,介绍了压电材料的本构关系,驱动原理,提出了考虑热载荷的含粘结层压电智能结构模型;最后通过典型数值算例分别研究了复合材料层合板的热变形,压电作动器对层合板进行形状控制,作动器上所施加的电压值优化以及使用压电作动器对热变形层合板进行形状修复等问题。分析结果表明,压电智能复合材料层合板在热载荷作用下的变形明显,而采用压电作动器对复合材料层合板进行形状控制可以取得很高的精度,对其热变形进行修复效果良好。本文提出的方法和所得结论对研究在热-电-力多场耦合情况下,压电智能层合板结构的变形分析和形状控制具有一定参考价值。 本项研究工作是大连理工大学理学学科研究基金项目“考虑界面脱粘损伤压电复合材料智能加筋板壳结构在静、动力载荷作用下的失效研究”(编号:SFDUT07011)中的子课题研究内容之一。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB301

【参考文献】
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