基于三阶剪切变形理论的压电功能梯度板静力学等几何分析

摘要：

针对压电功能梯度板的静力学问题,建立了一种基于三阶剪切变形理论的等几何分析求解方法.其中,定义功能梯度板的材料属性为板厚方向的幂函数分布,并假设压电功能梯度板中的机械位移场与电势场相互独立.利用压电材料的第二类本构方程以及哈密顿变分原理,推导出压电功能梯度板的相关等几何有限元方程.在压电功能梯度板的自由振动分析中,研究了各类机械边界条件的等几何数值方法的收敛性及精度问题.并分析了开短、路状电学边界条件、功能梯度指数n、功能梯度层的宽厚比、压电层与功能梯度层的厚度比对其固有频率的影响.分析了机械载荷、电载荷以及机电耦合情况下,压电功能梯度板的静态弯曲行为,并利用位移反馈控制规律实现了压电功能梯度板的闭环变形控制.通过算例及相关文献对比,表明了本文求解方法的精确性和可靠性.

关键词：等几何分析、压电功能梯度板、三阶剪切变形理论、自由振动、静态弯曲

所属期刊栏目：40

分类号：TH115;O343.7

资助基金：国家重点研发计划项目;国家自然科学基金资助项目;安徽教育厅高校自然科学研究项目

在线出版日期：2021-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：73-85