采用非线性磁致伸缩本构关系,基于等效电路法建立起了超磁致伸缩-压电-超磁致伸缩层合磁电材料解析的非线性磁电系数模型.利用该模型可以有效的预测出复杂预应力,温度和偏磁场对磁电系数定性的影响规律.预测结果显示在磁电系数达到最大值之前和磁电系数达到最大值之后,预应力对磁电系数随偏磁场的变化曲线的影响是完全相反的.
提出一种多波长剪切干涉方法用于测量物体表面形貌,利用不同波长的激光照射被测物体表面同时得到多个波长的干涉条纹,相对于单个波长的干涉条纹图像多波长剪切干涉相当于获得了更密集分布的条纹,通过提取条纹中心线并拟合得到被测物体表面全场形貌.由于采用多个波长的投射激光,测量精度随着采用的波长个数的增加而大大提高,可以实现物体表面形貌的全场实时高精度测量.
采用复变函数方法和保角映射技术,研究了压电材料中唇形裂纹的反平面问题,利用复变函数中的留数定理和Cauchy积分公式,获得了裂纹尖端电弹性场,场强度因子和机械能释放率的解析解.当唇形裂纹的高度趋于零时,所得结果可以退化为Griffith裂纹解.数值算例显示了裂纹的几何尺寸,力电载荷对对机械能释放率的影响.
研究了压电-弹性均匀半平面的二维滑动摩擦接触问题,分别考虑了导电刚性平压头和导电刚性三角形压头这两种压头模型,利用Fourier变换方法将该边值问题化为两个耦合的第二类Cauchy奇异积分方程,解耦之后分别进行数值求解,得到了接触区的接触压力分布和接触电荷分布.数值求解的结果表明,压头的形状及其与半平面间的摩擦系数能够影响表面接触压力和接触电荷的分布状况.
以考虑磁滞效应的超磁致伸缩致动器磁-弹-热耦合的动力学模型为基础,着重研究直流偏磁场,预应力,温度等对致动器振动特性的影响规律,给出不同交变磁场频率和幅值下的动态响应曲线.数值模拟结果表明,超磁致伸缩致动器表现出倍频现象,超谐共振,振动中心漂移等显著的非线性振动特性,偏磁场,预应力和温度不仅会影响致动器的共振频率与幅值同时会决定其基本的非线性振动特性.因此,的研究工作可为超磁致伸缩致动器的振动特性
基于格林函数理论,采用数值积分法计算有效压电压系数与测试材料的本征材料参数之间的相互关系,模拟具有任意极化分布的铁电畴结构的位移响应,分析PFM对纳米尺度铁电畴结构分辨能力.