表面贴压电层梁板的热-电非线性力学行为分析

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:lianghaoxian1988512
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压电材料是连接一般材料和智能材料的桥梁,因此多种载荷共同作用下的压电结构材料元件的力学行为研究已在当今工程力学研究领域中占有重要位置。本文主要对贴压电层弹性圆薄板和贴压电层Euler梁在热-电载荷共同作用下的非线性力学行为进行了讨论与分析,主要工作有如下两个方面:1.关于弹性圆薄板在热-电载荷下的非线性力学行为分析。基于经典板理论,建立了贴压电层弹性圆薄板在热-电载荷共同作用下的数学模型,推导出其在热-电作用下的几何非线性微分方程。运用打靶法对相应的强非线性边值问题进行了数值求解,通过周边不可移简支和周边固支这两种不同的边界条件,得到了贴压电层弹性圆薄板在热-电载荷共同作用下的屈曲曲线和临界载荷。讨论了在不同泊松比和板间的厚度比等多种情况下圆板的屈曲特性以及临界载荷发生的变化。结果表明,在两种载荷共同作用下弹性圆薄板的屈曲呈现出非线性,且由于电场作用,使得圆板的热屈曲临界载荷得到了提高,延缓了其热过屈曲的发生。2.Euler梁在热-电载荷下的非线性力学行为分析。基于轴线可伸长理论和Euler梁理论,建立了贴压电层Euler梁在热-电载荷共同作用下的数学模型,推导出了其在热-电载荷作用下的几何非线性微分方程。采用两端不可移简支的边界条件,依然采用打靶法对相应的强非线性边值问题进行了数值求解,得到了得到了贴压电层Euler梁在热-电载荷共同作用下的屈曲曲线和临界载荷。讨论了在不同长细比情况下,Euler梁的屈曲过程和临界载荷的变化,通过分析在这两种载荷作用下梁的转角和挠度变化,认为随着电场强度的增大,梁的弯曲刚度和临界温度也随之增大。
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