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文檔簡(jiǎn)介
1、壓電陶瓷是一種新型的功能材料,它具有精度高、體積小、壽命長(zhǎng)和適用于各種惡劣環(huán)境的特點(diǎn)。在工程上有著廣泛的應(yīng)用前景。但目前國(guó)內(nèi)外的壓電陶瓷作動(dòng)器本構(gòu)模型大多基于電力學(xué)和塑性力學(xué)的理論分析,僅得到載荷、應(yīng)變、電壓兩兩之間關(guān)系的方程。這樣得到的結(jié)果雖然有一定得科學(xué)理論基礎(chǔ),卻難以建立可供理論分析同時(shí)包括載荷、電壓、應(yīng)變?nèi)咧g關(guān)系的動(dòng)力學(xué)模型,只能通過大量的數(shù)值仿真來探索系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性,這就直接阻礙了對(duì)壓電陶瓷材料應(yīng)用的深入研究。因此,本文
2、主要利用現(xiàn)代非線性動(dòng)力學(xué)理論和多元統(tǒng)計(jì)分析方法,對(duì)壓電陶瓷作動(dòng)器和壓電陶瓷層合梁進(jìn)行了深入研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:
基于滯后非線性理論和多元統(tǒng)計(jì)分析理論建立了壓電陶瓷數(shù)學(xué)模型。首先,通過引入非線性微分項(xiàng),建立了壓電陶瓷的應(yīng)變-電壓滯后非線性模型;然后,引入多元統(tǒng)計(jì)分析理論,并考慮載荷對(duì)壓電陶瓷作動(dòng)器特性的影響,建立了壓電陶瓷應(yīng)變-電壓-載荷之間的連續(xù)的滯后非線性的力學(xué)本構(gòu)關(guān)系。
基于簡(jiǎn)支梁振動(dòng)原理,建立了壓電
3、陶瓷層合梁的振動(dòng)模型,并通過引入比例微分控制系統(tǒng),從而建立了在電場(chǎng)下壓電陶瓷層合梁的振動(dòng)模型,并得到系統(tǒng)的一階非線性近似解,再通過理論分析,并結(jié)合數(shù)值仿真得到了在不同情況下的位移、相位隨時(shí)間的變化曲線,還討論了控制系統(tǒng)參數(shù)及激振力對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響。最后,通過與數(shù)值解的對(duì)比,可看到理論解與數(shù)值解吻合良好,從而驗(yàn)證了理論分析的正確性。
通過以上研究建立了連續(xù)的壓電陶瓷作動(dòng)器應(yīng)變-電壓-載荷的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)壓電陶瓷層合梁的
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