具有一般边界条件的三明治压电层状梁的自由和短暂振动分析
Xiaoshuai Zhang1, Wei Fu2, Zixin Ning2
1China Ordnance Industry Group Aviation Ammunition Research Institute Co., Ltd., China North Industries Group Corporation Limited, Harbin 150030, China.
本研究分析了在热环境中的三明治压电层束,使用准3D剪切变形束理论和反响射线矩阵方法. 研究验证了方法的有效性.
科学领域:
- 机械工程 机械工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 结构动力学 结构动力学
背景情况:
- 三明治压电层状梁在智能结构中至关重要.
- 了解它们在热负荷下的动态行为是必不可少的.
- 现有的模型往往缺乏对热电机械合和边界条件的全面分析.
研究的目的:
- 开发和验证三明治压电层束的自由振动和短暂反应的分析模型.
- 研究热环境和弹性边界条件的影响.
- 引入和评估弹支边界技术,以提高灵活性.
主要方法:
- 准3D剪切变形束理论 (Q3DBT) 和汉密尔顿的原理来导出控制方程.
- 振射线矩阵 (MRRM) 方法用于分析结构动态和散射关系.
- 与有限元素分析 (FEA) 的比较,使用Solid5和Solid45元素进行验证.
主要成果:
- 该MRRM提供准确和稳定的动态分析的三明治压电层束.
- 该研究建立了一个包含弹性边界的热电机械合模型.
- 参数化揭示了材料特性,几何和温度对光束性能的影响.
结论:
- 使用MRRM开发的分析解决方案与FEA进行了验证.
- 这项研究为在热力机械负荷下三明治压电层束的动态行为提供了新的见解.
- 这些发现有助于设计和应用先进的压电结构.
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