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《合肥工业大学》 2003年
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层合板电、磁、力耦合效应研究

郭琳  
【摘要】: 本文探讨了利用状态变量法求解简支压电压磁、压电、压电复合材料层合板的静力学问题和动力学问题,着重研究了电、磁、力互相耦合的效应,并阐述了Mathematica在本课题中的应用。 对于简支压电压磁弹性层合板问题,从它的基本方程出发,建立了压电压磁弹性层合板的状态变量方程。对状态变量方程进行Fourier变换,得到了状态变量表示的单层压电压磁弹性层合板在Fourier变换空间中的解,导出了多层压电压磁弹性层合板的表达式。根据边界条件,求解静力问题和动力问题。并用Mathematica编制了相应的计算程序,给出算例,绘出板内状态变量分布图,给出自由振动频率。在体现状态变量法有效性和正确性的同时,也显示了Mathematica编程的优势。 对于简支压电弹性层合板问题,根据简支压电压磁弹性层合板问题的理论推导,不考虑其磁耦合效应,令相关系数为零,即可得到多层压电弹性层合板状态变量的表达式。同样根据其边界条件,解静力问题和动力问题。给出算例。 对于简支压电复合材料层合板问题,首先由简支压电压磁弹性层合板问题的理论推导,不考虑其磁、电耦合效应,可以得到一般层合板的状态变量表达式。再由层间连续条件,计算由压电层到一般层的传递矩阵。用Mathematica编制相应的计算程序,给出算例,计算不同压电复合材料的振动频率,在实际应用中具有一定的价值。 此外,还介绍了Mathematica在辅助设计和编制程序两方面的经验,为相关领域的理论推导及其程序化,提供了一种可借鉴的模式。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:O482.41

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 刘杰斌;功能梯度材料厚板的弯曲、屈曲及振动分析[D];合肥工业大学;2006年
2 许在明;功能梯度压电板的静力问题研究[D];合肥工业大学;2006年
3 谢枫;不同边界条件功能梯度压电矩形板的静力问题研究[D];合肥工业大学;2007年
4 沈德洲;功能梯度压电梁板的样条有限点分析[D];合肥工业大学;2008年
5 王喆;功能梯度材料中厚板的热屈曲分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟庆元,杜善义;压电介质二维边界积分方程中的基本解[J];固体力学学报;1995年01期
2 王建国,于传君,蒋南;壁式框架分析的状态变量传递法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2000年01期
3 王建国,于传君,蒋南;多层框架分析的状态变量传递法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1998年04期
4 王建国,于传君,蒋南;多跨多层框架分析的状态变量传递法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1999年01期
5 王建国;层状压电半空间非轴对称问题的状态变量解[J];中国科学(A辑);2000年01期
6 丁皓江,徐荣桥,国凤林;轴对称层合横观各向同性压电圆板的精确解——I.压电圆板精确解[J];中国科学E辑:技术科学;1999年03期
7 尹林,沈亚鹏;压电类智能结构的力学行为和工程应用[J];力学进展;1998年02期
8 王建国;层状压电介质空间轴对称问题的状态空间解[J];力学学报;2001年01期
9 高坚新,沈亚鹏,王子昆;有限长压电层合简支板自由振动的三维精确解[J];力学学报;1998年02期
10 林启荣,刘正兴,李红云;噪声控制压电智能系统研究的现状和展望[J];力学季刊;2000年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高荣誉;;高耸构筑物厚地基圆板的混合变分解[J];四川建筑科学研究;2005年06期
2 冷向;关于状态空间方法的一个注记[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1999年03期
3 吴强,盛宏玉;框架结构在状态空间内的地震反应分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年03期
4 高荣誉;пастернак地基上横观各向同性叠层厚板的状态空间解[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年04期
5 张伟林;计算力学的研究现状与发展前景[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2001年02期
6 高荣誉;多种边界条件下正交异性层合地基厚板的精确解[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2001年04期
7 盛宏玉,张伟林,高荣誉;一般边界条件下压电层合厚板的精确解[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2002年04期
8 程显文;陶玲;关群;;各向异性矩形叠层板两种解的对比[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年01期
9 盛宏玉;李和平;叶建乔;柳兆涛;;一维杆的纵向热弹性动力响应瞬态分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年03期
10 高荣誉;周边固支强厚度地基板的状态方程解[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1997年02期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 边祖光;王亚明;陈伟球;;Winkler地基上功能梯度材料矩形厚板的自由振动[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
2 朱小鹏;梁伟;麦汉超;;电磁复合材料层合板自由振动的三维解[A];北京力学会第11届学术年会论文摘要集[C];2005年
3 盛宏玉;;复合材料叠层板的有阻尼受迫振动分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
4 ;THREE-DIMENSIONAL ANALYSIS OF FUNCTIONALLY GRADED PIEZOTHEMOELASTIC ANNULAR PLATE[A];第三届全国压电和声波理论及器件技术研讨会论文集[C];2008年
5 杨璐璐;梁伟;刘玮;杨乃宾;;基于指数函数梯度模式的功能梯度剪切梁的振动分析[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 林哲祺;压电结构的控制参数与构型优化设计[D];大连理工大学;2011年
2 钱锋;层合压电智能结构振动主动控制数值模拟及其优化[D];合肥工业大学;2011年
3 曲磊;多场耦合电磁弹性体的基本理论与计算方法研究[D];合肥工业大学;2011年
4 曹靖;碳纤维增强复合材料加固钢结构理论分析和实验研究[D];合肥工业大学;2011年
5 唐旭晖;压电加速度计有限元模型及其应用研究[D];燕山大学;2012年
6 操卫忠;微态电弹性理论及其在压电材料微尺度计算中的应用[D];华中科技大学;2011年
7 田斌;弹性矩形板动静力分析的有限积分变换法[D];大连理工大学;2010年
8 黎胜;水下结构声辐射和声传输的数值分析及主动控制模拟研究[D];大连理工大学;2001年
9 黄弘读;采用虚拟层合单元法分析钢筋混凝土结构的极限承载能力[D];浙江大学;2001年
10 李传兵;中心刚体—折叠式柔性附件组合结构振动主动控制[D];重庆大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐广涛;二维压电/电磁介质混合广义不连续位移—基本解方法[D];郑州大学;2010年
2 刘小顺;压电智能结构的有限元仿真与实验研究[D];大连理工大学;2010年
3 杨鹏;虚拟层合单元在稳定型悬索桥分析中的应用[D];昆明理工大学;2010年
4 王秋婧;压电陶瓷驱动器力学模型理论与试验研究[D];沈阳建筑大学;2011年
5 高雪冰;特殊横观各向同性地基空间问题的位移与应力分析[D];河南理工大学;2007年
6 张敏;横观各向同性沥青路面结构动力响应分析[D];太原科技大学;2011年
7 张晓雷;巨型框架结构分析的传递矩阵法[D];河北工程大学;2011年
8 李林;考虑压电控制电路失谐的叶盘结构振动控制方法研究[D];中南大学;2011年
9 张俊英;梯形砼衬砌渠道冻胀破坏力学模型及有限元分析[D];石河子大学;2011年
10 周晔;软土环境列车荷载作用下轨道路基动力相互作用[D];宁波大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张富强;轴对称复合材料迭层壳考虑横向剪切变形的有限元分析[J];燕山大学学报;1998年03期
2 陈伟球;梁剑;丁皓江;;压电复合材料矩形厚板弯曲的三维分析[J];复合材料学报;1997年01期
3 黄彬彬,石志飞;梯度功能压电悬臂梁的几个解析解[J];复合材料学报;2002年04期
4 曹志远;不同边界条件功能梯度矩形板固有频率解的一般表达式[J];复合材料学报;2005年05期
5 关玉璞,陈万吉,唐立民;复合材料四结点四边形多层退化壳单元[J];复合材料学报;1994年03期
6 秦荣;复合材料板壳分析的样条有限点法[J];工程力学;2001年01期
7 唐新峰,张联盟,袁润章;梯度功能材料及其新的研究领域展望[J];高技术通讯;1994年04期
8 李秀梅;秦荣;王涛;;样条无单元法在薄板弹性稳定分析中的应用[J];桂林工学院学报;2007年02期
9 伍晓红,沈亚鹏;压电功能梯度板自由振动的三维解[J];固体力学学报;2003年01期
10 杨杰,沈惠申;热/机械载荷下功能梯度材料矩形厚板的弯曲行为[J];固体力学学报;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 边祖光;王亚明;陈伟球;;Winkler地基上功能梯度材料矩形厚板的自由振动[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
2 吴瑞安;;功能梯度压电材料矩形板自由振动方程的精确解[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 边祖光;功能梯度材料板壳结构的耦合问题研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 孙爱琴;复合材料层合板壳振动主动控制的方法研究[D];合肥工业大学;2005年
2 许在明;功能梯度压电板的静力问题研究[D];合肥工业大学;2006年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 徐步青;功能梯度材料板壳结构的声学问题研究[D];北京交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 谢枫;不同边界条件功能梯度压电矩形板的静力问题研究[D];合肥工业大学;2007年
2 莫杜毅;基于双样条QR法的SMA混凝土梁裂缝控制研究[D];广西大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈伟球;梁剑;丁皓江;;压电复合材料矩形厚板弯曲的三维分析[J];复合材料学报;1997年01期
2 顾尧章,金波;轴对称荷载下多层地基的Boit固结及其变形[J];工程力学;1992年03期
3 戴大农;王勖成;杜庆华;;流固耦合系统动力响应的模态分析理论[J];固体力学学报;1990年04期
4 孟庆元,杜善义;压电介质二维边界积分方程中的基本解[J];固体力学学报;1995年01期
5 王建国,于传君,蒋南;壁式框架分析的状态变量传递法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2000年01期
6 王建国,于传君,蒋南;多层框架分析的状态变量传递法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1998年04期
7 丁皓江,陈波,梁剑;横观各向同性压电材料的基本解[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1996年08期
8 蔡方篯,张韫美;用微型计算机分析高层框架及框-剪结构体系的位移迭代法[J];建筑结构学报;1989年02期
9 蔡方篯,张韫美;壁式框架、框支剪力墙及加腋梁框架的位移迭代法[J];建筑结构学报;1990年06期
10 江冰,李兴丹,吴代华;Smart结构及其应用[J];力学进展;1994年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张妃二;复合材料层合板非线性稳定性分析的边界元法[J];暨南大学学报(自然科学与医学版);1999年01期
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3 唐俊;纤维增强层合板承受双向压缩载荷屈曲的优化分析[J];力学学报;1987年S1期
4 黄传奇;一种结构静力重分析方法及其在层合板逐次失效分析中的应用[J];工程力学;1996年03期
5 单辉祖,杨乃文;用解析-数值混合法分析层合板的孔边应力[J];航空学报;1988年01期
6 陈晓,许可,戴诗亮;层合板在固支边界条件下的不稳定后屈曲分析[J];力学季刊;2001年01期
7 蒋咏秋,张元冲,胥晓鹏;用加权残数法分析纤维增强复合材料层合板的屈曲及自振频率[J];计算力学学报;1986年04期
8 吕品,吴筱益;含椭圆孔非对称层合板的Green函数[J];力学学报;1996年04期
9 杨少红,王安稳;粘弹层合板的稳态振动和层间应力[J];应用力学学报;2003年04期
10 单辉祖,吴鹤华,杨乃文;层合板孔内轴销的应力和位移分析[J];航空学报;1987年01期
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1 周晔欣;黄争鸣;;新的极限强度判据和刚度衰减对桥联理论模拟层合板精度的改善[A];复合材料力学的现代进展与工程应用——全国复合材料力学研讨会论文集[C];2007年
2 周国寅;戴明军;;FRP方向性层合板的疲劳性能[A];第十届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];1993年
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5 马宇立;刘伟;苏先樾;;电磁弹性层合板中的波传播[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
6 姚林泉;;分片铺设压电层合板双非线性的弯曲和振动[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
7 孙艳红;丁千;叶敏;;两自由度复合材料层合板的非线性参激振动[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
8 齐红宇;温卫东;;先进复合材料层合板稳定性的有限元分析[A];2005年中国固体科学与新材料学术研讨会专辑[C];2005年
9 益小苏;;先进树脂基复合材料微结构增韧的材料学理论与实践[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
10 张征;何晓桥;;FGM层合板在温度场影响下的双稳态性能研究[A];2009年度全国复合材料力学研讨会论文集[C];2009年
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1 许珊;猎鹰国产碳纤维复合材料垂尾通过静力试验[N];中国工业报;2009年
2 许珊;“猎鹰”国产碳纤维复材垂尾通过静力试验[N];中国航空报;2009年
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1 阮江涛;含冲击损伤缝合和未缝合层合板压缩实验研究与数值分析[D];天津大学;2012年
2 谢昱;层合板的应力分析及其剥离[D];清华大学;1988年
3 熊志远;形状记忆聚合物复合材料折叠变形机理的研究[D];北京交通大学;2010年
4 曹俊;遗传算法及其在复合材料层合板设计中应用的研究[D];南京航空航天大学;2003年
5 洪明;分层损伤复合材料层合板振动与声特性研究[D];大连理工大学;2003年
6 李俊永;精细积分法在层合板计算中的应用及半解析有限元法边界条件的研究[D];大连理工大学;2009年
7 陈建恩;轻质材料层合板的非线性动力学理论分析与实验研究[D];北京工业大学;2013年
8 吴振;高性能整体—局部高阶理论及高阶层合板单元[D];大连理工大学;2007年
9 杨忠清;玻璃纤维增强树脂基复合材料疲劳行为研究[D];南京航空航天大学;2008年
10 魏玉卿;缝纫复合材料细观结构表征及面内力学性能的理论和模拟[D];上海大学;2008年
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1 刘颖卓;翼面结构布局优化与层合板多稳定构型分析[D];大连理工大学;2010年
2 赵丽;含孔玻璃纤维增强铝合金层合板力学性能研究[D];哈尔滨理工大学;2013年
3 陈春露;含分层缺陷层合板分层疲劳性能的试验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 邵祝涛;层合板机械连接强度分析与优化及软件开发[D];大连理工大学;2012年
5 陈县辉;基于内聚力单元的层合板低速冲击响应模拟研究[D];中北大学;2014年
6 张丽君;铝/铝—镁合金铁路罐车疲劳性能研究[D];北京交通大学;2014年
7 李昊;多稳定可变形格子结构的力学行为分析[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 丁萍;CFRP层合板低能量冲击行为与力学损伤[D];哈尔滨工业大学;2012年
9 褚兵强;低能量冲击对含孔隙CFRP层合板力学性能的影响研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 方一帆;含分层损伤层合板屈曲和分层行为的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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