压电层合板自适应结构的静力变形控制 被引量：7

1

作者 唐纪晔 黄海 +1 位作者 夏人伟 黄海博 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期239-243,共5页

针对板壳型自适应结构 ,研究了使用压电材料的层合板结构的静力变形控制 .基于有限元法 ,计算出结构位移的灵敏度矩阵 ;利用该矩阵 ,建立位移控制方程组 .当作动器数量与控制位移相同时 ,可解线性方程组 ,求出控制电压 ;当作动器数少时 ... 针对板壳型自适应结构 ,研究了使用压电材料的层合板结构的静力变形控制 .基于有限元法 ,计算出结构位移的灵敏度矩阵 ;利用该矩阵 ,建立位移控制方程组 .当作动器数量与控制位移相同时 ,可解线性方程组 ,求出控制电压 ;当作动器数少时 ,采用优化方法求解 ,由此计算各作动器的控制电压 ,对自适应结构的静力变形 ,进行最优控制 . 展开更多

关键词 压电层合板 航天器 自适应结构 静力变形控制

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压电层合板的结构特性及优化分析 被引量：2

2

作者 高坚新 沈亚鹏 王子昆 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第9期76-80,共5页

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... 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 . 展开更多

关键词 压电层合板 优化分析 结构特性

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压电层合板振动的鲁棒控制 被引量：2

3

作者 胡举喜 邱志平 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期873-877,共5页

研究具有不确定系统参数的压电层合板,同时考虑压电层合板的稳态性能和暂态性能,在模型降阶的基础上,应用融合多性能指标的鲁棒控制理论设计控制器,使压电层合板的振动响应满足给定的期望性能指标集,并使压电层合板对参数摄动具有鲁棒性... 研究具有不确定系统参数的压电层合板,同时考虑压电层合板的稳态性能和暂态性能,在模型降阶的基础上,应用融合多性能指标的鲁棒控制理论设计控制器,使压电层合板的振动响应满足给定的期望性能指标集,并使压电层合板对参数摄动具有鲁棒性,对扰动输入具有良好的抑制作用.实现压电层合板的鲁棒控制,使振动幅度快速、准确地得到控制.为解决多指标下不确定压电层合板振动的控制问题提供一种代数方法. 展开更多

关键词 压电层合板 鲁棒控制 动力响应 传递矩阵

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压电层合板壳剪切变形理论 被引量：2

4

作者 余音 金咸定 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期76-79,86,共5页

提出了一种压电层合板壳的一阶剪切变形理论.采用Hamilton原理、压电理论和层合板壳的一阶剪切变形板壳理论,推导了压电层合板壳系统的运动方程.根据一阶剪切变形理论,得到压电层合壳的应变位移关系;并由复合材料板壳的广义内力公式和... 提出了一种压电层合板壳的一阶剪切变形理论.采用Hamilton原理、压电理论和层合板壳的一阶剪切变形板壳理论,推导了压电层合板壳系统的运动方程.根据一阶剪切变形理论,得到压电层合壳的应变位移关系;并由复合材料板壳的广义内力公式和压电本构关系,导出压电层合壳的广义内力-位移-电场关系;利用Hamilton原理进行变分推导,得到压电层合板壳剪切变形理论的运动方程,以及力学和电学边界条件.该理论可应用于含有多层压电材料铺层的层合板壳。 展开更多

关键词 复合材料 压电层合板壳 剪切变形 弹性体

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基于Legendre多项式的双压电层合板三维压电谱元法模拟 被引量：2

5

作者 许斌 栾乐乐 《应用力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期216-222,共7页

谱单元作为一种高阶单元具有计算效率高和精度高的特点。本文在基于Legendre正交多项式的三维谱单元基础上提出了三维压电谱单元模型,用于压电层合板静力和动力性能模拟研究。压电层合板结构中的位移和电势自由度均离散到三维压电谱单元... 谱单元作为一种高阶单元具有计算效率高和精度高的特点。本文在基于Legendre正交多项式的三维谱单元基础上提出了三维压电谱单元模型,用于压电层合板静力和动力性能模拟研究。压电层合板结构中的位移和电势自由度均离散到三维压电谱单元Gauss-Lobatto-Legendre(GLL)配置节点上,并且未对电势沿压电层厚度方向上的变化做任何假定。通过提高谱单元中沿压电层合板厚度方向上的形函数阶数的方法,来削弱三维谱单元在模拟薄板结构中出现的剪切闭锁现象。为验证单元的计算精度,取双压电层合板结构进行静力和动力行为模拟验证,并将计算结果与现有文献中的其它单元模型及有限元结果进行对比。结果表明,压电谱单元可有效模拟压电层合板的静力和动力行为,且提高谱单元形函数阶数可提高数值模拟精度。 展开更多

关键词 三维压电谱单元 压电层合板 驱动器 传感器 模态频率 有限元

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基于精细积分的压电层合板有限元分析及振动控制 被引量：5

6

作者 钟美法 邓子辰 王志金 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期123-128,共6页

文章基于三阶剪切变形理论,建立了压电复合材料层合板有限元单元模型,利用Hamilton原理推导了压电层合板结构的动力学方程,通过引入精细积分方法,利用所建立的单元对压电层合板结构进行了振动分析;基于精细积分给出了线性二次最优控制的... 文章基于三阶剪切变形理论,建立了压电复合材料层合板有限元单元模型,利用Hamilton原理推导了压电层合板结构的动力学方程,通过引入精细积分方法,利用所建立的单元对压电层合板结构进行了振动分析;基于精细积分给出了线性二次最优控制的Riccati方程的求解方法,设计了线性二次最优控制律以抑制压电层合板结构的振动。实例证明,与其它有限元模型进行比较的结果显示所建立的模型具有足够的精度,文中推导的线性二次最优控制Riccati方程的计算方法可行,对板结构的振动控制有效。 展开更多

关键词 压电层合板 有限元 精细积分 RICCATI方程 线性二次最优控制

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车身振动主动控制压电层合板结构的优化

7

作者 邓丽丽 《公路与汽运》 2014年第2期29-32,共4页

利用ANSYS有限元仿真软件对车身压电层合板振动主动控制结构进行了谐响应优化分析,确定了压电陶瓷材料的较佳粘贴分布方案,为汽车振动主动控制压电层合板结构的设计提供理论依据。

关键词 汽车 压电层合板 车身振动 主动控制 结构优化

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引入减基法的压电层合板瞬态响应分析 被引量：2

8

作者 黄芬 韩旭 +1 位作者 龚双 黄永辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期254-258,共5页

用减基法(RBM)结合有限元法、傅里叶变换和Newmark直接积分法,研究了压电层合板在机电耦合载荷下的瞬态响应。用层单元将层合板沿厚度方向进行离散,得到时间域内的运动方程,通过傅里叶变换得到波数域内的控制方程。应用Newmark直接积分... 用减基法(RBM)结合有限元法、傅里叶变换和Newmark直接积分法,研究了压电层合板在机电耦合载荷下的瞬态响应。用层单元将层合板沿厚度方向进行离散,得到时间域内的运动方程,通过傅里叶变换得到波数域内的控制方程。应用Newmark直接积分法求解波数域内的位移和电势,并在Newmark法求解过程嵌入减基法,构造减基空间,把结构的等效刚度矩阵、质量矩阵和载荷列向量映射到减基空间降阶,得到减缩的Newmark增量式,从而快速求解得到原结构波数域响应,通过傅里叶逆变换得到时域内的响应。以PZT-5A/0°PVDF铺层两相材料复合压电层合板为算例,分析了机电耦合线载荷激励下,位移场和电势场的瞬态响应情况。计算结果表明,求解过程引入减基法能更快得到结构的瞬态响应,并保证了精度。 展开更多

关键词 减基法 瞬态响应 NEWMARK法 压电层合板

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电压激励下四边简支压电层合板的振动分析 被引量：4

9

作者 陈熹 薛春霞 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期759-763,775,共6页

以压电陶瓷-金属-压电陶瓷对称层合板为研究对象,依据小挠度弯曲理论,根据Hamilton原理和Rayleigh-Ritz法推导出了电压激励下压电层合薄板的振动方程。以四边简支的压电层合薄板为算例,用ANSYS软件建立有限元模型并对其进行模态分析、... 以压电陶瓷-金属-压电陶瓷对称层合板为研究对象,依据小挠度弯曲理论,根据Hamilton原理和Rayleigh-Ritz法推导出了电压激励下压电层合薄板的振动方程。以四边简支的压电层合薄板为算例,用ANSYS软件建立有限元模型并对其进行模态分析、瞬态动力学分析,仿真结果与理论值基本相符,验证了本文理论的正确性;通过改变电压幅值的大小分析其对中心节点位移响应幅值以及x,y方向应力幅值的影响。通过改变阻尼大小分析其对薄板横向位移的影响。数值模拟了薄板中心处节点x,y方向应力随时间的变化规律,并分析了薄板最大应力出现位置及随时间的变化规律,所得结论可为压电振子的设计和分析提供一定的理论参考。 展开更多

关键词 压电层合板 HAMILTON原理 横向振动 ANSYS

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微型压电层合板结构的振动特性研究 被引量：2

10

作者 张霄峙 陈丽华 张伟 《动力学与控制学报》 2016年第5期429-437,共9页

从经典薄板理论出发,基于应变梯度理论,综合考虑尺寸效应和压电效应的影响,利用哈密顿原理建立了微型压电层合板结构的动力学模型及其边界条件.在选取符合其边界条件的模态函数后,利用Ritz法分别研究四边简支和悬臂条件下的微型压电层... 从经典薄板理论出发,基于应变梯度理论,综合考虑尺寸效应和压电效应的影响,利用哈密顿原理建立了微型压电层合板结构的动力学模型及其边界条件.在选取符合其边界条件的模态函数后,利用Ritz法分别研究四边简支和悬臂条件下的微型压电层合板的振动特性,求解了前五阶固有频率并绘制了3D模态图.分析了微尺度带来的尺寸效应对于固有频率的影响,最后研究了外加电压对于系统固有频率的影响. 展开更多

关键词 应变梯度理论 RITZ法 微型压电层合板 固有频率 振型

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压电层合板层间应力新研究 被引量：1

11

作者 张东锋 姚勇 《材料导报》 EI CAS CSCD 2002年第9期24-25,71,共3页

综述了压电层合板数值分析方面的一些进展,在一般层合板理论的基础上提出一个多层压电层合板单元,依据线性压电理论建立压电层合板单元的杂交元模型,利用三维8节点块状单元建立多层压电层合板的有限元列式,解决了压电层合板层间应力的... 综述了压电层合板数值分析方面的一些进展,在一般层合板理论的基础上提出一个多层压电层合板单元,依据线性压电理论建立压电层合板单元的杂交元模型,利用三维8节点块状单元建立多层压电层合板的有限元列式,解决了压电层合板层间应力的连续性。 展开更多

关键词 压电层合板 层间应力 力电耦合效应 压电本构方程 杂交元模型 结构

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低速冲击下压电层合板的非线性动力响应与疲劳损伤寿命分析 被引量：1

12

作者 朱付辉 傅衣铭 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期130-135,共6页

基于损伤力学,考虑压电效应、几何非线性和损伤演化的影响,建立了集中载荷作用下压电层合板的非线性运动微分方程,考虑撞击物与压电层合板之间的弹性接触效应,确定了层合板所承受的冲击力。对此非线性动力问题,采用有限差分法进行求解,... 基于损伤力学,考虑压电效应、几何非线性和损伤演化的影响,建立了集中载荷作用下压电层合板的非线性运动微分方程,考虑撞击物与压电层合板之间的弹性接触效应,确定了层合板所承受的冲击力。对此非线性动力问题,采用有限差分法进行求解,且引入损伤层合板单元模型,采用有限元方法模拟了冲击荷载作用下压电层合板的损伤演化。算例中,讨论了撞击物的冲击速度、压电材料以及损伤对压电层合板非线性动力响应的影响,以及周期冲击荷载下冲击速度和压电材料对压电层合板疲劳损伤寿命的影响。 展开更多

关键词 压电层合板 低速冲击 非线性动力响应 损伤演化 疲劳损伤寿命

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压电层合板多场耦合有限元分析及其优化设计 被引量：1

13

作者 桑健权 方诗圣 +1 位作者 咸玉席 王向阳 《安徽建筑工业学院学报（自然科学版）》 2009年第1期37-40,共4页

从压电本构方程出发,采用高阶位移场,高阶电势分布和线性温度分布假设,借助Hamilton原理推导了压电层合板结构的力-电-热场耦合的高阶有限元模型。应用ANSYS/APDL语言,编写了热载荷作用下压电层合悬臂板的有限元分析程序。在此基础上,... 从压电本构方程出发,采用高阶位移场,高阶电势分布和线性温度分布假设,借助Hamilton原理推导了压电层合板结构的力-电-热场耦合的高阶有限元模型。应用ANSYS/APDL语言,编写了热载荷作用下压电层合悬臂板的有限元分析程序。在此基础上,采用零阶优化方法和一阶优化方法对比分析了四边简支板的形状最优控制设计。两种方法吻合良好,验证了程序的正确性。 展开更多

关键词 压电层合板 有限元分析 HAMILTON原理 力-电-热耦合

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电场作用下复合材料压电层合板的有限元分析 被引量：2

14

作者 吴晖 《兰州铁道学院学报》 2002年第3期14-18,共5页

以压电结构的变分原理为基础 ,依据经典线性层合板理论和压电弹性体的本构方程 ,采用DKQ薄板弯曲单元和薄膜单元的位移插值函数 ,建立了电场作用下纤维增强型复合材料压电层合板的有限元分析模型 .数值算例表明 ,此方法具有良好的计算精... 以压电结构的变分原理为基础 ,依据经典线性层合板理论和压电弹性体的本构方程 ,采用DKQ薄板弯曲单元和薄膜单元的位移插值函数 ,建立了电场作用下纤维增强型复合材料压电层合板的有限元分析模型 .数值算例表明 ,此方法具有良好的计算精度 . 展开更多

关键词 电场作用 复合材料 压电层合板 有限元分析 压电致动器 有限元模型

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压电弹性层合板静力机电耦合特性的解析解 被引量：2

15

作者 章建国 刘正兴 林启荣 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期326-333,共8页

应用经典板壳理论和压电理论对层合板结构进行简化．对四边简支压电层合板在不同电 学边界条件下，包括四边电学开路和电学短路，上下表面受外加电压及无外加电压作用，进行 分析，求得了电势和挠度的解析表达式．给出了压电层和基体的... 应用经典板壳理论和压电理论对层合板结构进行简化．对四边简支压电层合板在不同电 学边界条件下，包括四边电学开路和电学短路，上下表面受外加电压及无外加电压作用，进行 分析，求得了电势和挠度的解析表达式．给出了压电层和基体的挠度、电势分布图． 展开更多

关键词 压电层合板 机电耦合 电学边界条件 解析解

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含界面脱粘压电复合材料层合板的非线性动力稳定性分析 被引量：2

16

作者 冯世宁 陈浩然 叶林 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期193-198,共6页

基于Reddy提出的板高阶剪切变形简化理论,研究了含界面脱粘损伤压电复合材料层合板非线性动力稳定性问题。首先,建立了分层模型,推导了考虑几何非线性、阻尼效应、纵向惯性力和力-电耦合效应的Mathieu方程,并且给出了该方程解的解析表... 基于Reddy提出的板高阶剪切变形简化理论,研究了含界面脱粘损伤压电复合材料层合板非线性动力稳定性问题。首先,建立了分层模型,推导了考虑几何非线性、阻尼效应、纵向惯性力和力-电耦合效应的Mathieu方程,并且给出了该方程解的解析表达式。其次,通过典型算例讨论了界面脱粘损伤以及反馈控制力对该层合板动力不稳定区域、纵向、横向共振频率和最大"牵引"深度的影响。由典型算例讨论可知:随着层合板界面脱粘损伤的扩大,其动力稳定性能逐渐减弱,其中在损伤较小时,反馈控制力对智能结构几乎没有影响;而在损伤比较大的情况下,反馈控制力将能有效地减少动力不稳定区域重合面积。 展开更多

关键词 压电层合板 界面脱粘损伤 高阶剪切变形理论 动力稳定性 参数振动 牵引

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压电复合材料层合板自适应结构的振动控制 被引量：14

17

作者 唐纪晔 黄海 夏人伟 《计算力学学报》 CAS CSCD 2000年第4期441-446,共6页

本文针对板壳型自适应结构 ,研究了压电材料作为作动器的自适应结构的振动控制。利用四节点压电复合材料层合板单元进行自适应结构的有限元动力分析 ;采用模态控制方法 ,将结构的各阶模态的阻尼比作为控制目标 ,并以此计算出各压电片的... 本文针对板壳型自适应结构 ,研究了压电材料作为作动器的自适应结构的振动控制。利用四节点压电复合材料层合板单元进行自适应结构的有限元动力分析 ;采用模态控制方法 ,将结构的各阶模态的阻尼比作为控制目标 ,并以此计算出各压电片的控制电压 ,达到控制结构振动的目的。算例给出了数值计算的结果。 展开更多

关键词 自适应结构 振动模态控制 阻尼比 压电复合材料层合板 航天结构

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具界面损伤压电智能层合板的非线性自由振动分析 被引量：3

18

作者 傅衣铭 李升 姜叶洁 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2009年第2期127-141,共15页

基于广义6自由度板理论、应变等效原理和Hamilton变分原理,通过引入三维弹性平衡方程和静电平衡方程的通解来构造满足界面间力电耦合关系和各类连续条件的位移、电势分布形函数,建立了具铺设层内和层间界面处损伤效应的压电智能层合板... 基于广义6自由度板理论、应变等效原理和Hamilton变分原理,通过引入三维弹性平衡方程和静电平衡方程的通解来构造满足界面间力电耦合关系和各类连续条件的位移、电势分布形函数,建立了具铺设层内和层间界面处损伤效应的压电智能层合板的非线性运动控制方程组,并运用Galerkin方法进行求解.数值算例中,分别讨论了,不同损伤程度、压电层厚度、厚跨比及长宽比对四边简支非理想界面压电智能层合板线性自由振动频率和非线性幅频响应曲线的影响. 展开更多

关键词 压电智能层合板 非线性振动分析 界面损伤 损伤演化 GALERKIN方法

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压电复合材料层合板的混沌动力学研究 被引量：6

19

作者 高美娟 张伟 +1 位作者 姚明辉 姚志刚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期82-85,共4页

压电复合材料具有独特的机电耦合性、比强度高、比刚度大和抗疲劳性能好等优点,越来越广泛地被应用于航空航天等工程领域中。根据Reddy的三阶剪切变形层合板理论,研究了受面内横向外激励、面内纵向参数激励和面外参数激励以及压电参数... 压电复合材料具有独特的机电耦合性、比强度高、比刚度大和抗疲劳性能好等优点,越来越广泛地被应用于航空航天等工程领域中。根据Reddy的三阶剪切变形层合板理论,研究了受面内横向外激励、面内纵向参数激励和面外参数激励以及压电参数激励联合作用下四边简支矩形复合材料层合板在1∶2∶4内共振情况下的六维平均方程。考虑平均方程存在一对双零特征值和两对纯虚特征值的情况,利用规范形理论进行化简,得到与原方程拓扑等价的最简规范形,然后在此基础上利用能量相位法从理论上分析得到系统会产生同宿的多脉冲跳跃现象;同时,基于平均方程,通过数值仿真,发现系统会产生混沌运动,具有跳跃现象。 展开更多

关键词 压电复合材料层合板 规范形 能量相位法 数值计算 混沌

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具损伤压电智能层合板的非线性主动控制和损伤监测 被引量：2

20

作者 傅衣铭 阮建力 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2008年第4期379-392,共14页

基于Hamilton原理、高阶剪切变形板理论、von Kármán型几何非线性应变-位移关系以及应变能等效原理,考虑压电层的质量和刚度及复合材料层内的损伤效应,建立了具损伤压电智能层合板的非线性运动方程.采用耦合正、逆压电效应的... 基于Hamilton原理、高阶剪切变形板理论、von Kármán型几何非线性应变-位移关系以及应变能等效原理,考虑压电层的质量和刚度及复合材料层内的损伤效应,建立了具损伤压电智能层合板的非线性运动方程.采用耦合正、逆压电效应的负速度反馈控制原理,形成闭环控制回路,实现了对压电智能层合板的主动控制和损伤监测.数值计算中,以四边简支面内不可动的层合矩形板为例,讨论了压电层位置对振动控制的影响,以及损伤程度和损伤位置对传感层输出电压的影响,提出一种损伤监测的方法. 展开更多

关键词 压电智能层合板 非线性振动 损伤效应 压电效应 主动控制 损伤监测

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