智能材料球对称问题的振动分析

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jianyong1
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由智能材料组成的智能结构是一种具备自感知、自诊断、自适应、自修复等功能的仿生结构系统。压电、压磁材料是一种新型的智能材料,广泛用于超精密定位、激光微加工、数控车床、机器人和阀门控制等领域,故对它的动力学研究已成为必要。本文从一般弹性材料在空间球对称简谐荷载下的响应开始研究,给出了弹性材料的瞬态响应和稳态响应,得出弹性动力学问题的位移、应力、应变物理量的解析解。在此基础上考虑空间球对称弹性压电材料,不计体力、体电荷和体电流,由运动方程、几何方程以及梯度方程结合压电效应得到在外加简谐荷载和电位势作用下的稳态响应,给出了位移、应力、应变、电位移、电场强度和电位势各量的解析解。然后考虑电磁耦合效应,研究压电、压磁材料在球坐标系下,不计体力、体电荷和体电流的情况下,由运动方程、梯度方程、压电和压磁的本构方程导出在外加简谐荷载、电位势和磁势作用下应力、应变、位移、电位移、电场强度、电位势、磁感、磁场强度和磁位势各未知量的稳态解。最后,本文通过具体数值计算,比较了一般弹性材料、压电材料和压电、压磁材料的力学物理量,压电材料和压电、压磁材料的电学物理量,得出压电材料优于一般弹性材料,压电、压磁材料优于压电材料的结论。
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