压电功能梯度材料微观结构参数对材料性能影响研究

【摘要】：本文给出了一种压电功能梯度材料物性参数沿空间分布的数学模拟,在此基础上应用修正的层合板理论,分析了成份分布因子、每一层的厚度和层数等材料微观结构参数对压电功能梯度材料最常见的结构形式之一——矩形板的挠度和应力场的影响。所得结果为压电功能梯度材料的优化设计提供了依据。 在本文的第二章,对物性参数沿厚度分布的三种不同梯度模型进行研究,即多项式函数、非整数幂函数及e 指数函数分布,而在每一种模型中,假定弹性系数、压电系数、介电系数均按同一幂律变化,其中压电特性向着板中面是增加的。介绍了修正的层合板理论,并给出了基本公式及其推导过程。在仅考虑电场作用下,平面内应变和曲率可求,进一步我们就能预测每一层的应力场和位移场及复合板的挠度。 在第三章,我们通过数值例子用第二章中提出的方法,对层合压电矩形板的形状因子、层厚、层数进行了确定,并给出结论。