含压电层双稳态复合材料层合壳体的力学特性及数值模拟

摘要

本文建立了含压电层双稳态复合材料层合壳的力学模型，给出了表征结构延展和折迭过程能量的数学表达式。运用最小势能原理，可计算确定压电参数及结构几何和物理参数对结构卷曲半径的定量影响程度。同时，采用有限元软件ANSYS，建立了层合壳数值模型，对含压电层结构从第一种稳态到第二种稳态的卷曲过程进行了数值模拟，得到了结构卷曲半径及结构中的应力分布。结果表明，表征结构双稳态特性的卷曲半径的理论解和数值结果吻合得较好。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1前言

1.2研究概况

1.3复合材料结构双稳态性能的应用

1.4本文所做的工作

第2章含压电层复合材料结构的基本方程

2.1前言

2.2层合板的应力-应变关系

2.2.1单向板考虑压电效应的本构关系

2.2.2多向层合板考虑压电效应的本构关系

2.3正对称铺层和反对层铺层的比较

第3章双稳态结构的应变能

3.1应变能分析

3.1.1弯曲应变能

3.1.2拉伸应变能

3.2总应变能

3.3算例分析

第4章含压电层双稳态壳卷曲的数值模拟和结果

4.1建模方案的制定

4.2定义单元类型

4.3定义材料属性

4.4建立几何模型

4.4.1几何模型的建立

4.4.2模型的网格划分

4.5加载求解

4.6有限元模拟结果

第5章结论和展望

5.1本文的主要工作总结

5.2结论

5.3展望

致谢

参考文献

附录

个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果