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四边简支压电功能梯度矩形薄板的屈曲

闫铂  
【摘要】: 最近几年,为克服传统压电元件低温下易脆断、高温下易剥落、高速振动中易脱开等不足,人们研制了结构与性能沿空间均连续变化的梯度压电材料以代替以往的均匀压电材料。由于这种新型材料的优良特性,它正在显现出越来越广阔的应用前景。与此同时,人们对其力学行为的研究也给予了越来越多的关注并取得了不少成果。其中主要多见于对压电功能梯度材料(Functionally Graded Materials简称FGM)及其结构的静、动力特性及断裂行为的分析。 值得注意的是,除力、热作用外,压电材料在电载荷的作用下,也可以引起屈曲。本文考虑一压电功能梯度材料的薄板结构,基于经典板理论,假设材料的电弹参数为板厚度方向坐标的幂函数,采用含压电耦合项的修正层合理论,导出压电功能梯度薄板在电载荷作用下的屈曲方程,得到了四边简支矩形薄板在均匀电场下的屈曲临界电压。并进一步讨论了板的几何尺寸、材料的梯度指数、不同的材料组合、不同的压电特性分布模式、板的中面变形等因素对临界电压(电载荷)的影响。


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