冲击载荷下压电层合梁杆的波动分析

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenke25
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
压电材料具有优越的力电双向性能,被广泛应用于传感器和激励器等智能器件,目前在众多的科学和技术应用领域,特别是在航天工程,自动监控检测系统,能源领域,海洋探测甚至在生物技术应用领域中成为不可或缺的功能器件。对于压电材料动力性能的研究随着压电材料被更广泛的应用和在生产实践中面临更多的问题而加以深化。   近年来,随着波动分析技术在梁,板以及弦等工程结构中的应用,波动分析技术成为振动控制工程中的研究热点。其原因在于波动分析的简洁性和系统性,可以推广到复杂的周期性和拟周期等弹性结构。另一方面波动分析具有能直接给出结构的瞬态响应,以及有效的研究结构系统能量传递规律的优点,被认为是智能结构监测最有前景的方法之一。   本文以压电层合梁/杆为研究对象,建立压电层合梁/杆结构的压电.弹性动力学基本方程式,在给定压电层合梁/杆结构形式和波传播方向的情况下,对基本方程式进行了简化;通过假设位移形函数并利用连续性条件和边界条件对波动方程式进行求解,得到频散关系曲线。通过实例数值计算,讨论了弹性层厚度,弹性层与压电层的厚度比对波传播的影响,得出了波在压电层合梁/杆结构中传播的基本特性。   利用波动理论对自由端受瞬时纵向冲击力作用下的压电层合杆进行了动力分析,在截面平面假设下,建立了力电耦合下层合杆的波动方程;用Laplace变换方法对波动方程式进行求解,求得了位移和电势的解析表达式,给出了杆内不同时间段的位移场和电势场的传播规律以及它们之间的关系,讨论了弹性模量以及弹性层和压电层厚度比对波场传播速度、位移及电势的影响。计算结果表明,杆中电势沿高度方向为线性分布;纵向脉冲传播的速度随弹性模量的增大而增加,但随压电层的厚度增加而减小。   利用波动方法对横向脉冲作用下的压电层合悬臂梁的动力响应进行了研究。采用微分方法建立了压电层合梁中波传播的运动方程,在给定形函数和力学与电学边界条件下,利用非零解的条件得到频散方程。通过Fourier级数展开对冲击应力进行模拟,利用求得的频散关系和边界条件求解运动方程得到横向位移响应和电势的波幅系数,给出了位移和电势的响应曲线。  
其他文献
高压断路器是电力系统中的重要设备之一,其运行状态直接影响着电力系统的运行稳定性和供电可靠性。我国目前采用的“定期维修”体制存在严重的不足,建立在设备运行状态监测基础上的状态检修是当前最为先进的检修制度。而正确把握断路器的运行状态是状态检修成功与否的关键。因此,及时正确地掌握断路器的运行状态对于指导断路器状态检修以及提高电力系统的运行可靠性都具有重要的现实意义。本文通过对高压断路器状态信息的分析,从
随着通信技术、嵌入式技术、微机电系统、传感器技术的迅速发展,具有一定感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器开始出现,其应用受到业界的广泛关注。目标跟踪被广泛应用
本报告主要研究某些流体力学方程的适定性问题.   模型之一是一维的反应辐射流体力学方程组:   模型之二是磁流体力学方程组:   第一章研究了包含常数热传导系数的
学位
犹忆三十余年前,我当学生的时候,李先生教我们图画、音乐,夏先生教我们国文.我觉得这三种学科同样的严肃而有兴趣.就为了他们二人同样的深解文艺的真谛,故能引人入胜.夏先生
期刊
本课题是在国家自然科学基金资助项目“基于核安全壳应力监测的复合敏感层传感机理及其成像”(项目编号50878169)的资助下,以结构的服役状态监测为目的,设计制作了连续碳纤维
混合励磁发电机HEG(Hybrid Exciting Generator)具有永磁电机效率高、体积小的优点,同时可以通过调节励磁绕组的电流来调节发电机的输出电压,因此,具有广阔的应用前景。本文研究的混合励磁发电机具有结构和励磁控制简单,永磁磁路和电励磁磁路独立,且不发生永磁体退磁现象等优点。本文首先综述了现阶段混合励磁发电机的概况。包括混合励磁发电机简介,现有各种结构HEG的基本特点及研究现状,并
论文在阐述固液两相流的连续介质理论为基础,建立了磨料射流的力学模型,采用标准的k ?ε湍流模型,通过SIMPLE算法求解压力速度耦合。对射流喷嘴附近的流场流动规律进行分析得
对于电缆来说,由于电缆本身结构及敷设方式和环境的限制,造成电缆的输送能力提高比较困难,一般通过增大电缆截面,减小电缆阻抗,减小电缆绝缘层及护套的损耗,降低电缆发热来实现。目前220kV电缆导体截面已达到2500mm2,基本已达到目前电缆制造水平的极限,电缆载流量在比较理想的敷设环境下也只能勉强达到800MVA,而采用多并电缆也存在投资大、占用空间多、电缆电流不平衡等缺点,实际工程中偶有使用。为解决
目前,油田的开采都是通过抽油机抽取地下的石油,因此国内油田对抽油机的需求量非常大。然而,据统计在油田生产成本中约有三分之一为电能消耗,其中抽油机消耗的电能约占总电能