基于ANSYS的0-3型壓電復(fù)合材料電荷分布研究及主動控制仿真.pdf

1、0-3型壓電復(fù)合材料復(fù)合體系為聚合物、壓電陶瓷粒子與導(dǎo)電粒子組成的三相復(fù)合體系，由于其制作簡單、阻尼性能好被廣泛應(yīng)用于減振降噪。目前研究的相當(dāng)部分集中在研究阻尼材料的本身性能，均為從實驗研究角度間接闡述壓電阻尼機理的存在，而對壓電阻尼機理所涉及的載荷作用下壓電效應(yīng)電荷的產(chǎn)生、傳遞及耗散過程等基本科學(xué)問題一直沒有直接的理論支持并缺乏從根本上對復(fù)合體系的耗能機制進行系統(tǒng)研究。本文對材料組成結(jié)構(gòu)與阻尼性能的關(guān)系的理論預(yù)測研究有深層依據(jù)并大有意

2、義。
　　 本研究利用空間隨機分布方法建立0-3型壓電復(fù)合材料模型，對0-3型壓電復(fù)合材料進行計算和模擬，進一步建立壓電陶瓷/聚合物復(fù)合材料在載荷作用下的電荷分布模型，為壓電阻尼機理的揭示提供有力的、直接的理論依據(jù)。除此以外，利用ANSYS瞬態(tài)動力學(xué)分析功能對不同阻尼性能的復(fù)合泡沫懸臂板進行了主動控制仿真，以達到優(yōu)化參數(shù)，從而為減少壓電結(jié)構(gòu)主動控制實驗?zāi)Ｐ唾M、減少誤差提供了一定的依據(jù)。
　　 主要結(jié)論如下:0-3型樹脂基

3、壓電復(fù)合材料中應(yīng)力大部分集中在壓電陶瓷上，壓電陶瓷棱角處的受到的應(yīng)力明顯大于中間部分;0-3型壓電復(fù)合材料受到靜壓力后產(chǎn)生電荷消耗機械能從而起到阻尼作用，其中壓電陶瓷棱角處產(chǎn)生的電荷明顯多于中間部分;隨著壓電陶瓷的含量增多，產(chǎn)生的最大電壓也增多。當(dāng)壓電陶瓷體積分?jǐn)?shù)含量達到30％時，最大電壓達到2.8596E-5V;隨著靜態(tài)載荷的增加，壓電復(fù)合材料產(chǎn)生的最大電壓成線性增加，材料阻尼效果越好;不同種類復(fù)合泡沫懸臂梁振動衰減不同，空心微珠含量