压电杆结构的冲击特性分析

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压电材料由于其优越的力电双向性能而被广泛制成各种传感器和激励器并在工程实际中有着重要的应用。随着科技进步和大量工程实践的需要,对于压电智能结构的动力学性能研究需要不断加以深化。压电杆结构的瞬态冲击特性研究是智能结构动力学的重要组成部分,具有非常重要的理论和应用价值。  本文的主要工作包括以下几个部分:  (1)基于压电弹性动力学理论,采用模态叠加法,给出了压电杆在受到刚性质量块撞击以及应力脉冲作用两种情况下的瞬态响应解析解。  (2)基于上述解析解,分析了冲击作用下压电杆内波传播特性,给出瞬态位移、应力、电势的响应曲线;而且进行了详细的参数分析,研究了质量比、撞击速度和边界条件对撞击系统频率以及杆内各力学、电学分量的影响。  (3)采用有限元方法建立冲击模型给出了相应问题的数值解,结果表明解析解与数值解符合较好。  
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