功能梯度壓電層合復合材料圓柱殼體表面局部分層非線性屈曲.pdf

1、功能梯度壓電材料既具有功能梯度材料的特性,又可以通過壓電層實現(xiàn)感應和控制,在航空航天、傳感器和主動控制等方面有很好的應用價值。由于制造工藝的缺陷或者使用過程中受到?jīng)_擊,功能梯度壓電層合復合材料內(nèi)部不可避免的會出現(xiàn)損傷。分層是較為普遍和嚴重的損傷行為。當功能梯度壓電層合復合材料圓柱殼體整體結(jié)構(gòu)受到的荷載達到臨界值時,表面分層會引起殼體的局部屈曲甚至擴展,使殼體的強度和剛度明顯下降,進而引起結(jié)構(gòu)的整體破壞。本文在前人研究的基礎上,考慮溫度變

2、化對材料性質(zhì)的影響,應用層合板殼理論和最小勢能原理,推導出功能梯度壓電材料層合圓柱殼體的總勢能表達式和屈曲控制方程,研究了在溫度荷載和電場作用下,軸向受壓的功能梯度壓電層合圓柱殼體表面子層發(fā)生屈曲的臨界應變。為更好的反映工程實際,在分析子層殼屈曲時,考慮了面內(nèi)橫向位移。計算結(jié)果表明,功能梯度壓電材料層合殼體母層殼的鋪層形式和中面半徑、子層殼的形狀和方位角、電場強度和溫度變化對屈曲臨界應變有明顯的影響,母層殼徑厚比增大、溫度變化增大或徑向