功能梯度压电材料梁的热-机-电耦合振动及屈曲特性分析

摘要：

为提高粱理论对静动态响应预测的可靠性和准确性,基于一种n阶广义梁理论,研究外驱动电压及轴向机械载荷共同作用下功能梯度压电材料(Functionally graded piezoelectric material,FGPM)梁在热环境中的耦合振动及屈曲特性.考虑温度沿梁厚按不同类型稳态分布,采用Voigt混合幂率模型表征FGPM梁的材料属性,应用Hamilton原理统-实施静动态建模,采用Navier法求解FGPM简支梁的动态响应.分析不同梁理论、不同温度分布、热-机-电耦合效应、材料组份梯度指标、跨厚比等诸多参数对梁振动频率和屈曲临界载荷特性的影响,揭示多因素影响下FGPM梁耦合屈曲和耦合振动这两类静动态力学行为之间的二元耦联性.结果 表明,通过改变外驱动电压大小和极化方向均可实现FGPM梁在热-机-电耦合作用下的振动控制以及稳定性安全设计.

关键词：功能梯度压电材料梁、热-机-电效应、n阶广义梁理论、耦合振动、耦合屈曲

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分类号：O343;TB34(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金;甘肃省基础研究创新群体基金;甘肃省自然科学基金;甘肃省高等学校创新能力提升;兰州工业学院"启智"人才培养计划基金

在线出版日期：2021-08-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：166-174