收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

力电磁耦合问题的半解析分析

张金爽  
【摘要】:本文主要研究半解析法在压电材料和电磁弹性复合材料中的应用。首先,应用压电材料平面问题的基本方程以及比例边界有限元法的基本思想,建立了求解压电材料平面问题的比例边界有限元法。在这一问题中,从横观各向同性压电材料平面问题的基本方程出发,利用虚功原理,参照弹性力学比例边界有限元法,推导出了以广义位移表达的压电材料的比例边界有限元控制方程,并通过对控制方程的求解,得出域内和边界上任意一点的广义位移及广义应力。比例边界有限元法只需离散域边界,在没有离散的径向方向利用解析的方法求解,从而实现了使问题降低一维的目的,且该方法对边界的形状没有要求,具有较高的计算精度。同时,本文还利用上述算法对压电材料平面问题的具体算例进行了计算,并与使用传统方法得到的解析解进行对比分析,结果表明该算法有较高的计算精度,是求解压电材料平面问题的一种有效的半解析方法。另外,本文还在上述方法的基础上讨论了不同单元离散数和不同的比例中心选取位置对节点处计算结果的影响。 接着,基于电磁弹性固体平面问题的基本方程及混合状态哈密顿元法的基本思想,建立求解电磁弹性固体平面问题的混合状态(哈密顿)元方程。在这一问题中,从横观各向同性电磁弹性固体平面问题的基本方程出发,通过变分原理推导出横观各向同性电磁弹性固体的哈密顿对偶方程,建立混合状态哈密顿元的控制方程。类似于经典力学的哈密顿方程,通过将z坐标看作等同于时间坐标,在x方向进行线性单元离散来获得控制方程,这是一组通过解析方法解出的关于z的一阶线性微分方程。这种半离散半解析的方法不但满足位移和应力连续的要求,而且还适用于广泛的几何形状和复杂的边界条件的需要,这为半解析方法的运用提供了有价值的数值参考依据。 本文最后对这两种半解析算法的优缺点以及需要进一步完善和解决的问题做出了总结,对其在工程及方法应用的发展前景上做了展望。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杜善义,梁军,韩杰才;含刚性线夹杂及裂纹的各向异性压电材料耦合场分析[J];力学学报;1995年05期
2 杨晓翔,匡震邦;用围线积分法计算压电材料面外剪切问题的应力强度因子[J];计算结构力学及其应用;1996年04期
3 候密山,高存法;压电材料反平面应变状态的任意形状夹杂问题[J];应用力学学报;1997年01期
4 姚林泉,俞焕然;具有压电材料薄板稳定性的有限元法[J];兰州大学学报;1999年01期
5 王效贵,许金泉;特征值为二重根的压电材料异材界面端奇异性[J];力学季刊;2001年01期
6 邓其林,王自强;压电材料椭圆切口的力学分析[J];力学学报;2002年01期
7 周勇,王鑫伟;压电材料平面裂纹尖端场的杂交应力有限元分析[J];力学学报;2004年03期
8 常莉红;李星;;压电材料中圆形夹杂界面开裂问题的反平面应变问题[J];宁夏大学学报(自然科学版);2010年02期
9 尚福林,王子昆,李中华;热压电材料空间轴对称问题的势函数解法[J];西安交通大学学报;1996年04期
10 侯密山,杨艳;不同压电材料反平面应变状态的共圆弧界面裂纹问题[J];应用力学学报;1997年04期
11 马惠铖;;压电效应以及压电材料的研究[J];科技资讯;2010年30期
12 常莉红;;螺旋位错与压电材料椭圆夹杂干涉问题的一般解[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2011年01期
13 贾尚帅;孙舒;;压电材料迟滞非线性特性的幂函数多项式模型[J];应用力学学报;2013年04期
14 王自强;压电材料裂纹顶端条状电饱和区模型的力学分析[J];力学学报;1999年03期
15 刘淑红,张志国,邹振祝;压电材料中反平面渗透裂纹的解[J];工程力学;2003年05期
16 程长征;牛忠荣;张长会;周焕林;;压电材料反平面切口奇性指数分析[J];应用力学学报;2013年02期
17 王子昆,陈庚超;压电材料空间轴对称问题的通解及其应用[J];应用数学和力学;1994年07期
18 侯密山,梅甫良;压电材料反平面应变问题的逆解法[J];石油大学学报(自然科学版);1997年04期
19 刘正兴,李山青,章建国;平面问题中弹性压电材料的本构关系及应用[J];上海力学;1999年01期
20 张瑞玲;求解条状压电材料双裂纹断裂问题的新方法[J];郑州大学学报(自然科学版);2001年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李显方;;压电材料中的奇异场及其断裂参数比较[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
2 常冬梅;王保林;凡友华;王旭越;;压电/弹性基底结构的静态反平面电/机械特征[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
3 王祥琴;刘金喜;;含椭圆夹杂压电材料反平面问题的基本解[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第一卷)[C];1997年
4 文玉梅;;压电材料在微型电子设备自供能技术中的应用[A];第二届全国压电和声波理论及器件技术研讨会摘要集[C];2006年
5 陈伟球;;刚性压头与压电材料的粘附接触[A];损伤、断裂与微纳米力学进展:损伤、断裂与微纳米力学研讨会论文集[C];2009年
6 张乔丽;左走翼;范平;;压电材料超精细场的第一性原理计算[A];第十四届全国核物理大会暨第十届会员代表大会论文集[C];2010年
7 侯密山;房军;;受集中载荷作用的压电材料圆弧裂纹反平面应变问题[A];第五届全国结构工程学术会议论文集(第一卷)[C];1996年
8 王旭;沈亚鹏;杜建科;;具有滑动界面各向异性双压电材料的格林函数[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年
9 平学成;陈梦成;谢基龙;;基于新型杂交元法的压电材料断裂力学研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
10 陈梦成;平学成;;压电/弹性双材料结合界面端部V型切口尖端奇异场研究[A];第十四届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵国忠;压电材料结构优化控制方法及结构屈曲优化设计[D];大连理工大学;2001年
2 顾佥;压电材料中力学问题的辛体系方法[D];大连理工大学;2007年
3 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
4 李群;压电功能材料的断裂理论研究[D];西安交通大学;2008年
5 王建山;多场耦合材料的界面力学和局部效应研究[D];天津大学;2007年
6 沈辉;基于压电材料的振动能量回收电路及其应用研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 郑鹏;钛酸钡基陶瓷的压电物性与钛酸铜钙陶瓷的高介电物性[D];山东大学;2010年
8 戴隆超;压电材料界面和断裂问题研究[D];南京航空航天大学;2008年
9 马晓;Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3无铅压电材料的合成及性能研究[D];华中科技大学;2014年
10 平学成;各向异性材料和压电材料奇异性场研究[D];北京交通大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾国伟;含周期性分布缺陷压电材料的力电损伤分析[D];华中科技大学;2006年
2 谢海军;夹杂在压电材料中的迁移及对压电材料蠕变特性的影响[D];上海交通大学;2012年
3 宋煜;压电材料中剪切型表面波及其在液体性质测量中的应用[D];上海交通大学;2008年
4 邵坤;基于数字正交的压电材料参数测试系统研究[D];华中科技大学;2010年
5 李辉;含非圆孔压电材料动力反平面特性[D];哈尔滨工程大学;2005年
6 韩楠楠;双层压电材料在法向轴对称荷载作用下的表面位移分析[D];内蒙古工业大学;2014年
7 余迎松;压电材料中三维裂纹问题的超奇异积分方程方法[D];中国农业大学;2005年
8 汪文帅;几类压电材料反平面裂纹问题的复变方法[D];宁夏大学;2005年
9 毛耀武;压电材料梁的稳定性分析与研究[D];上海海事大学;2003年
10 周一波;压电接合材料界面端奇异性的数值研究[D];浙江工业大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 毛黎 聂翠蓉;未来手机不充电[N];科技日报;2008年
2 黄帅 张子雨 周亚楠;西安交大研制出一种新材料[N];中国经济时报;2009年
3 陈超;日本开发出新型压电材料[N];科技日报;2004年
4 向云;日本开发出新型压电材料[N];中国电力报;2004年
5 康文华 张黛微;发现巨大电致变形效应和无铅压电材料[N];陕西日报;2004年
6 驻陕记者 韩宏;新型无铅压电材料研发成功[N];文汇报;2009年
7 许祖华 冯国;我国首次研制出无铅压电材料[N];中国技术市场报;2009年
8 记者 鸣琦;西安交大无铅压电材料研究取得重大突破[N];陕西日报;2009年
9 记者 张哲浩;西安交大研制出无铅压电材料[N];科技日报;2010年
10 ;日本开发出新型压电材料电致伸缩效应提高40倍[N];中国高新技术产业导报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978