厚-薄壓電功能梯度矩形板動(dòng)力分析的樣條無(wú)網(wǎng)格法.pdf

1、壓電材料是一種具有正逆壓電效應(yīng)的新型智能材料，能夠?qū)C(jī)械能和電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，具有響應(yīng)速度快、耗時(shí)少、加工方便、組合靈活及頻率響應(yīng)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，在各種高科技領(lǐng)域及工業(yè)領(lǐng)域中，被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的健康檢測(cè)與監(jiān)控以及結(jié)構(gòu)的形狀、振動(dòng)控制等方面。
　　功能梯度材料(Functionally Graded Material，F(xiàn)GM)是一種沒(méi)有明顯分界的新型復(fù)合材料，由多種材料組成，其材料組分在空間上沿著某一方向呈連續(xù)過(guò)渡變化，消除了物理性能的突

2、變，因而在熱環(huán)境中功能梯度材料能避免應(yīng)力集中的現(xiàn)象，降低材料層間的熱應(yīng)力，并且耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、耐熱沖擊，已經(jīng)應(yīng)用于航天航空、生物工程、機(jī)械工程、光電工程、電磁工程、核工程、建筑民用工程等多個(gè)領(lǐng)域，具有較大的科學(xué)研究?jī)r(jià)值。
　　本文首先采用樣條無(wú)網(wǎng)格法，以縱向位移、撓度和剪切應(yīng)變?yōu)榛疚粗浚⒘撕?薄壓電FGM板動(dòng)力分析的樣條無(wú)網(wǎng)格計(jì)算模型，并通過(guò)MATLAB軟件進(jìn)行編程，研究壓電FGM板的動(dòng)力特性、動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題。通過(guò)參

3、數(shù)分析，討論了溫度、材料梯度指數(shù)、約束條件變化時(shí)拉-彎、機(jī)-電、熱-電等耦合效應(yīng)對(duì)板的動(dòng)力特性和動(dòng)力響應(yīng)的影響。其次基于模態(tài)控制法和LQR算法，建立了壓電FGM板的主動(dòng)振動(dòng)控制樣條無(wú)網(wǎng)格計(jì)算格式，分析了熱環(huán)境下壓電材料對(duì)FGM板的控制效果及其新的計(jì)算模型對(duì)厚/薄壓電FGM板分析的適用性。研究結(jié)果表明，本文建立的樣條無(wú)網(wǎng)格新模型是正確的，既適用于薄板，也適用于厚板，不會(huì)出現(xiàn)剪切閉鎖問(wèn)題，且計(jì)算效率好、精度高、邊界條件處理簡(jiǎn)便，為工程計(jì)算和