拉伸致动和剪切致动压电层合梁的对比研究

摘要

随着70年代末80年代初智能材料和智能结构概念的提出，压电材料作为一种同时兼有自感知能力和自适应能力的智能材料，受到了广泛的关注。本文在文献调研的基础上，简介了压电层合结构在航空航天、建筑科学及医学等领域的研究与应用现状；探讨了拉伸及剪切压电层合梁的力学特性和致动机理；从第二类压电方程出发，运用Hamilton原理，推导了压电层合梁的有限元方程以及退化后的二维压电方程；简要介绍了ANSYS/APDL语言的应用，并成功地运用其建立了力—电耦合计算模型；重点研究了三层和五层的单点及多点配置压电梁的致动机理问题，开展了拉伸致动和剪切致动压电层合梁的静力分析以及模态分析；对三层单点配置压电梁的传感器和致动器的优化布置开展了初步尝试。 本文对压电层合梁的设计提供了一定的科学理论依据。

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致谢

第一章绪论

第二章压电基本方程及有限元方程理论推导

第三章拉伸致动和剪切致动机理分析

第四章压电层合梁拉伸与剪切致动对比分析

第五章压电层合结构自由振动研究

第六章压电层合结构优化设计

第七章全文总结和今后工作展望

参考文献