厚-薄壓電功能梯度矩形板動力分析的樣條無網(wǎng)格法.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、壓電材料是一種具有正逆壓電效應的新型智能材料,能夠?qū)C械能和電能進行轉(zhuǎn)換,具有響應速度快、耗時少、加工方便、組合靈活及頻率響應范圍寬等優(yōu)點,在各種高科技領域及工業(yè)領域中,被廣泛應用于結(jié)構(gòu)的健康檢測與監(jiān)控以及結(jié)構(gòu)的形狀、振動控制等方面。
  功能梯度材料(Functionally Graded Material,F(xiàn)GM)是一種沒有明顯分界的新型復合材料,由多種材料組成,其材料組分在空間上沿著某一方向呈連續(xù)過渡變化,消除了物理性能的突

2、變,因而在熱環(huán)境中功能梯度材料能避免應力集中的現(xiàn)象,降低材料層間的熱應力,并且耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、耐熱沖擊,已經(jīng)應用于航天航空、生物工程、機械工程、光電工程、電磁工程、核工程、建筑民用工程等多個領域,具有較大的科學研究價值。
  本文首先采用樣條無網(wǎng)格法,以縱向位移、撓度和剪切應變?yōu)榛疚粗?,建立了?薄壓電FGM板動力分析的樣條無網(wǎng)格計算模型,并通過MATLAB軟件進行編程,研究壓電FGM板的動力特性、動力響應問題。通過參

3、數(shù)分析,討論了溫度、材料梯度指數(shù)、約束條件變化時拉-彎、機-電、熱-電等耦合效應對板的動力特性和動力響應的影響。其次基于模態(tài)控制法和LQR算法,建立了壓電FGM板的主動振動控制樣條無網(wǎng)格計算格式,分析了熱環(huán)境下壓電材料對FGM板的控制效果及其新的計算模型對厚/薄壓電FGM板分析的適用性。研究結(jié)果表明,本文建立的樣條無網(wǎng)格新模型是正確的,既適用于薄板,也適用于厚板,不會出現(xiàn)剪切閉鎖問題,且計算效率好、精度高、邊界條件處理簡便,為工程計算和

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