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《湖南大学》 2008年
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层合压电脱层梁的波动谐响应分析

王立喆  
【摘要】: 智能结构的出现大大的提高了材料的感知、修复及控制能力,由于压电材料具有正负压电效应,是制造智能结构的主要材料之一。层状压电结构是智能结构的重要形式,而且应用非常广泛,但是该类结构容易出现脱层现象,由于脱层的存在致使结构的承载能力明显下降,甚至出现破坏现象。本文针对层合压电梁的基本分析模型,分别基于Timoshenko梁理论和三阶剪切变形梁理论,建立了动力学基本方程式,进行了合理的形函数假设,采用波动理论进行动力响应求解,分析了脱层参数对动力响应的影响。具体研究内容如下: (1)对压电弹性层合梁的一些基本概念进行了综合性概述,根据压电材料的力—电耦合效应特性,分别建立了适用于压电层合梁的Timoshenko梁理论和三阶剪切变形梁理论的动力学基本方程式,提出了频散关系和动力响应的求解方法。 (2)利用Timoshenko梁理论,对具任意脱层压电弹性层合梁进行了谐响应分析,得出了梁的频散关系以及各区位移和电势函数的解析解。通过算例分析,详细讨论了脱层几何参数对梁位移和压电层中电势的影响。 (3)采用三阶剪切变形梁理论,对具任意脱层压电弹性层合梁进行了谐响应分析,得出了梁的频散关系以及各区位移和电势函数的解析解。并将算例中所得的结果与一阶剪切变形理论所得的结果进行了比较,分析了一阶剪切变形梁理论和高阶剪切变形梁理论的适用范围。 本文的主要创新点在于对压电弹性脱层梁进行了分区处理,可方便地描述脱层长度和脱层位置,分别根据一阶和三阶剪切变形梁理论进行了合理的位移形函数假设,通过长波情况下的电势分布简化,考虑无外加电压时,利用波动理论方法对压电层合悬臂梁进行了求解分析。给出了梁的频散关系,得到了各位移分量和电势的解析解,分析了脱层参数对位移和电势的影响规律。为新的脱层检测方法提供了理论依据。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB381

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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【二级引证文献】
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中国期刊全文数据库 前10条
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5 阚晋;碳/碳复合材料微细观结构的表征及对有效性能的影响研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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8 张文燕;模拟颗粒增强复合材料疲劳裂纹扩展的Voronoi单元法[D];昆明理工大学;2011年
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