压电层合板的结构特性及优化分析

基于三维弹性和压电理论 ,用幂级数展开方法得到了压电层合板静态特性的三维解 ;给出了压电层与基体之间剪应力、位移、电势的三维分布图 ;讨论了工程中常用的 2类压电材料在感知和作动情况下沿压电材料厚度方向电势的分布情况 ,分析了电势可看作线性分布的条件 ;讨论了压电层及粘结层厚度变化对层合板变形的影响 ,并作了优化分析 .     

压电弹性层合梁静力机电耦合特性的解析解

利用直法线假设,对压电层合梁、板结构进行化简,得到压电层合梁、板结构的机电耦合方程．对层合简支梁结构在两端电学开路的情况作一探讨,用解析的方法得到了其在无外加电场作用时的静态电势和挠度分布的解析表达式．给出了压电层和基体的挠度、电势分布图．得到了电势沿厚度可看作线性分布的结论     

基于压电致动器的有限元分析

由于压电智能结构装置变得越来越复杂化和多样化,给智能结构的设计和优化分析带来困难．为了定量地分析影响执行器与结构材料之间变形传递关系的因素,使用有限元商业软件成为一种方便快捷的途径．使用专用的有限元软件建立单面粘贴压电元件悬臂梁的模型,通过计算分析粘接层和压电层性质(弹性性质和厚度)对执行器与结构材料之间变形传递关系的影响．     

压电智能结构疲劳裂纹扩展试验研究

在结构表层铺设压电元件,利用压电元件能够实现力学量和电学量之间相互转化的独特性能,可将其用作传感器和驱动器,赋予材料和结构智能的能力.采用PSN-1型压电材料作为驱动器,基体材料为镁合金,与外部电源结合构成了智能结构系统.对这一系统进行了疲劳裂纹扩展试验研究,并将智能结构试验结果与常规结构试验结果相比较,试验结果证明压电激励对结构的疲劳裂纹扩展速率有一定的影响.     

离子注入形成FeSi2埋层的电镜研究

利用ＭＥＶＶＡ离子源将Ｆｅ离子注入到Ｓｉ基体中会生成一层铁硅化物薄膜．利用电子显微镜，研究了这层铁硅化物的显微结构及其在随后的升温退火过程中发生的变化．研究结果表明，在离子注入剂量为１×１０１７／ｃｍ２的未退火样品中，亚稳的γ－ＦｅＳｉ２相占大多数，同时有少量的由ＣｓＣｌ结构派生的缺陷相Ｆｅ１－ＸＳｉ．在（１００）取向的Ｓｉ片上，这个硅化物层埋在硅基体中，形成了厚度为２５ｎｍ左右的埋层（ｂｕｒｉｅｄｌａｙｅｒ）结构     

梯度功能压电陶瓷执行器的制备及其微位移特性

研究了ｘＰｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－（１－ｘ）Ｐｂ（ＺｒδＴｉ１－δ）Ｏ３三元系固溶体的介电和压电性能。采用粉末冶金法制备了Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ＰｂＺｒＯ３－ＰｂＴｉＯ３（ＰＮＮ－ＰＺ－ＰＩ）系梯度压电功能材料（ＦＧＭ），研制了一种新型的ＦＧＭ高陶瓷执行器，它有三层材料构成；压电陶瓷层，中间夹层（组分梯度变化）和高介电层，其弯曲位移特性的研究结果表明在工艺电压为１００Ｖ时，室温     

一种四元系压电陶瓷材料的研究

通过对Ｐｈ（Ｓｎ１／３Ｎｂ２／３）Ａ（Ｌｉ１／４Ｎｂ３／４）ＢＴｉｃＺｒＤＯ３（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＝１）四元系压电陶瓷材料的组分、添加物，取代物的研究，找到了这一四元系压电陶瓷材料的最佳组成，其性能满足了发射型换能器件对压电陶瓷材料的性能要求。     

压电陶瓷/硫铝酸钡钙矿物复合材料的压电性能

采用压制成型法,以硫铝酸钡钙水泥矿物为基体制备了0—3型压电复合材料。分析讨论了铌锂锆钛酸铅（PLN）质量含量对压电复合材料压电性能的影响。结果表明,在极化工艺参数为：极化电场强度为5kV／mm;极化时间为20min;极化温度为80℃的条件下,以硫铝酸钡钙水泥矿物作为基体的压电复合材料的相对介电常数εγ,和压电应变常数d33随着PLN质量含量的增加非线性增长,其值接近立方体模型理论值,随着PLN质量含量的增加,平面和厚度伸缩机电耦合系数Kp、Kt增大。     

多层膜样品的背散射/沟道、溅射剥层/背散射和二次离子质谱分析

用背散射／沟道、溅射剥层／背散射和二次离子质谱方法分析了分子束外延生长的Si/GexSi1-x多层膜。由2MeV^4He^ 离子背散射／沟道分析，确定了外延生长薄膜的厚度、组分和晶格结构的完美性；用低能Ar^ 离子溅射剥层，减薄样品外延层厚度后，再做背散射分析，可获得有关较深层薄膜与基体界面和溅射剥层的信息；二次离子质谱分析清晰地显示出溅射剥层前后样品的交替层周期性结构。     

复合钙钛矿结构高温压电陶瓷材料的研究

研究了Ｐｈ（Ｃｄ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３，Ｂｉ２／３（Ｃｄ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３以及Ｂｉ（Ｃｄ１／２Ｔｉ１／２）Ｏ３改性的ＰｂＴＩＯ３陶瓷的高温压电性能．结果表明，对ＡＢＯ３型钙钛矿结构的ＰｂＴＩＯ３进行Ａ和Ｂ位复合取代可得到压电性能优良、适合于高温应用的压电陶瓷材料．其优良的压电性能及较好的温度稳定性与Ｂｉ３＋的半径、Ｂｉ３＋在Ａ位取代所产生的铅缺位以及Ｂ位复合取代的钙钛矿结构化合物较高的居里温度有关．     

一种双局域共振型压电声子晶体梁的带隙与振动衰减特性

通过在环氧树脂梁上周期性黏贴压电层,并连接含有两个分支的谐振分流电路,构建了含压电分流电路的声子晶体梁结构。使用传递矩阵法(TM)计算压电声子晶体梁的带隙特性,发现这种压电声子晶体梁结构可产生两个局域共振带隙,并且这两个局域共振带隙都可以通过改变电路参数来调节位置和带宽等,这就可以很方便的对两个频段的弹性波的传播进行控制。采用有限元仿真分析计算压电声子晶体梁的振动传输特性,仿真结果验证了理论分析的正确性。研究结果为压电智能型声子晶体的波传播控制提供了一种新的手段。     

单点配置压电层合结构的优化设计

基于压电层合结构的有限元方程,采用ANSYS的二维四结点四边形压电耦合单元,运用ANSYS/APDL语言,编制了力-电多场有限元优化分析程序(MPFEMP);采用子问题逼近优化和一阶优化算法,对压电片粘贴于结构表面和埋置于结构内部的两类智能梁进行了对比分析,得到了压电片位置和尺寸变化情况下的各种边界条件下的结构最大变形值;比较分析得出的一些结论,对多层智能结构的最优设计和最优形状控制具有一定的参考价值。     

具有压电元件功能梯度梁的振动控制

考虑一具有压电元件的功能梯度弹性梁. 假设功能梯度材料的物性参数为梁厚度方向坐标的幂函数, 考虑电场作用对结构变形的影响, 应用哈密顿原理, 导出了具有压电元件功能梯度弹性梁的动力学方程, 得到了两端简支功能梯度梁的固有特性与电场强度间的关系. 在此基础上, 通过数值算例讨论了电场强度、 材料的梯度指数等对梁固有特性的影响. 结果表明, 材料梯度化可影响梁的固有频率, 在结构设计中应予 以考虑. 通过调整作用在执行元件上的电场强度可以实现对梁振动特性的控制.     

压电弹性层合梁的电场作用下的二维解析解

由压电弹性介质的二维本构关系,通过假设电势分布和利用应力边界条件,得到其应力函数,由此假设弹性体的应力函数,利用几何方程分别得到弹性和压电体的位移,最后利用应力边界条件、应力和位移连续条件以及位移边界条件,推导出一端固支带压电层的弹性梁在电场作用下的位移、应力分布的解析表达式,并给出了算例。     

变厚度弹性薄板固有频率计算的有限条-Riccati迁移子结构法

在通常的有限条一迁移子结构法的基础上 ,引入了Riccati变换 ,提出了有限条-Riccati迁移子结构法 ,并对变厚度弹性薄板进行动力分析 .把通常迁移子结构法的两点边值问题转化成两个一点初值问题 ,不但克服了通常有限条 -迁移子结构法可能出现的数值不稳定的缺陷 ,而且有效地节省了计算机内存 ,提高了计算精度和计算效率     

压电智能结构振动控制的数值模拟

文章考虑了压电传感器/激励器的刚度和质量对系统的影响,建立了压电智能结构的有限元动力方程;采用三维八节点实体压电耦合单元,运用ANSYS参数化语言(APDL)编写了压电智能结构振动主动控制的数值模拟程序;研究了系统在干扰荷载作用下P、PD和PID控制器的控制性能,分析了不同控制情况下的系统特征参数识别,并讨论了一对压电片和多对压电片对系统的控制效果,以数值算例对理论分析进行了仿真。研究所得结论对压电智能结构振动主动控制的实践具有一定的参考价值。     

梯形桁梁桥侧倾稳定分析的一种有限元法

本文将梯形桁梁桥的斜桥门架节间视作一子结构,通过其非满秩的失稳模态矩阵对子结构的刚度阵和几何刚度阵进行线性变换,得到子结构略去高阶失稳模态座标下的刚度阵和几何刚度阵;对于梯形桁梁桥的中间桁梁段则用桁梁梁段单元进行处理。这样,通过斜桥门架稳定子结构的广义位移与相邻梁段单元的广义位移之间的几何关系,即可得到计算梯形桁梁桥侧倾稳定的子结构与梁段单元相结合的有限元方法。本文给出了算例,并将结果与其它方法的结果进行了比较。结果表明,该方法具有很好的精度。     

基于多体动力学的船舶柴油机主轴承润滑特性

为准确分析二冲程船舶柴油机工作时主轴承润滑特性,在ANSYS中建立曲轴、活塞、连杆等部件的有限元模型,采用子结构法对其进行结构缩减,并将结果文件导入EX-CITE软件中,建立轴系非线性多体动力学模型.采用该模型对主轴承进行了一个循环的弹性动力学计算.结果表明,与刚体分析方法相比,采用非线性多体动力学方法可获得更接近实际的轴承载荷的边界条件,提高了船舶柴油机主轴承润滑特性计算精度.     

应用有限元方法对T梁的荷载横向分布系数灵敏度的分析和研究

选用大型有限元软件MIDAS/Civil 建立一般平面杆系结构模型,用刚接梁法计算T梁的荷栽横向分布系数.并且考虑了横隔梁、桥面板宽度、桥面板厚度、主梁翼板厚度、混凝土的弹性模量和中横梁换算成单位长度的截面惯性矩这6个方面,对模型中影响荷栽横向分布系数的因素进行了灵敏度分析,可以为工程计算所参考.