非均匀压电薄板面内自由振动的精确解
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功能梯度压电材料的参数处理与自由振动特性分析卿光辉;吴宏伟【摘要】随着压电材料的应用越来越广泛,对压电材料的性能分析也越来越受到重视.针对功能梯度材料固有频率的分析,采用ANSYS 12.0中的Solid98单元进行分析,在此基础上采用ANSYS中的APDL语言进行编程,为实现参数的变化,假定材料的所有性能参数是变化且按同一方向进行变化,变化的方向为板厚方向,从而实现了压电材料性能的梯度化变化,并对其固有频率做了计算与探讨.【期刊名称】《中国民航大学学报》【年(卷),期】2016(034)001【总页数】4页(P36-39)【关键词】功能梯度;压电;ANSYS;固有频率【作者】卿光辉;吴宏伟【作者单位】中国民航大学航空工程学院,天津300300;中国民航大学航空工程学院,天津300300【正文语种】中文【中图分类】O177.91;O241.7功能梯度材料(functionallygradedmaterials,FGM),即材料本身的构成与布局连续变化,材料的宏观特性,诸如弹性模量、压电系数不会发生跳跃性的变化,而在空间上呈现梯度变化,此种材料性能可以减轻或者解决应力集中的问题。
当结构的不同位置有着不同的参数要求时,可以提供相应的功能,改善结构的整体性能。
而功能梯度压电材料(FGPM)的出现,则更进一步解决了压电材料物理性质与结构材料不匹配造成的应力集中现象,使得智能结构与传感器的机电耦合性能得到更大程度的发挥。
压电材料可以用于很多方面,压电驱动器和传感器就是典型的例子。
合理运用压电驱动器和传感器,首先需要计算力与电场对压电板的具体影响。
大量文献研究了如何对均匀压电板进行三维控制,也给出了相应的精确解。
HUANG等[1]建议沿着厚度方向对位移和电势进行坐标展开,运用傅立叶级数来描述动态响应。
但有时傅立叶级数并不能很方便地解出,因此在对未知傅立叶级数进行求解时,需要有特殊的边界条件和外部输入。
GAO和SHEN等[2]对自由振动问题的精确解进行了研究,分析的模型为压电层合板,求解方法为幂级数展开法。
加筋薄板的自由振动分析刘文光;郭隆清;付俊;贺红林【摘要】加筋薄板是航空领域最常见的结构之一,加强筋对薄板振动模态有显著影响.为改善蒙皮加筋薄板的动力学特性,旨在研究板筋连接单元的动力学建模方法以及加强筋对蒙皮薄板振动的影响机制.首先研究加筋薄板铆接、点焊和滚焊连接形式的有限元建模方法,建立铆接、点焊和滚焊薄板构件的有限元动力学模型;然后探讨单向与双向加筋薄板构件的自由振动模态;最后,分析板筋连接形式和加筋安装方向对薄板振动模态的影响机制.结果表明,加强筋的设计对薄板模态影响明显,滚焊加强筋对薄板构件的模态频率影响相对最大.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】5页(P58-61,66)【关键词】加筋薄板;动力学特性;振动疲劳【作者】刘文光;郭隆清;付俊;贺红林【作者单位】南昌航空大学航空制造工程学院,江西南昌330063;南昌航空大学航空制造工程学院,江西南昌330063;南京航空航天大学航空宇航学院,江苏南京210016;南昌航空大学航空制造工程学院,江西南昌330063【正文语种】中文【中图分类】TH16;V215.4飞机在高速飞行过程中,最容易受到高速气流的扰动,从而使得飞机上部分结构件陷于高频振动环境中。
蒙皮是飞机上大量应用的薄板之一,其振动引致的破坏直接危及飞机的可靠性。
因此,美国的军用规范《飞机强度和刚度》和我国的《军用飞机强度和刚度规范》对飞机结构的振动问题做了明文的规定。
加筋是飞机蒙皮设计中常见的增强薄板强度和刚度的方法之一。
在保证蒙皮薄板可靠性和耐用性的前提下,加筋后可以大大地节省薄板材料,从而减轻飞机总重量。
一般情况下,在保证相同承载能力下,加筋薄板的材料用量比薄板加筋前可以节省一半。
因此,提出合理的加筋方法可进一步优化薄板的强度和刚度,进而改善其动力学特性。
加筋薄板的力学问题,一直受到国内外研究者的广泛关注。
例如,文献[1]提出了加筋薄板振动声辐射特性的单元划分组合研究方法,通过将薄板沿加强筋划分单元,运用反力法将加强筋的作用等效在薄板上,利用单元的连续性条件研究了加筋薄板的振动与声辐射特性;文献[2]对常规薄板加筋方法中加筋比和厚度比的选取具有一定随意性的问题,研究出了最优加筋比和厚度比,结合拓扑优化方法设计薄板加筋结构中的筋条布局方式,使筋条的布局问题转化为基板中材料的分布问题,并增加了筋条的设计变量;文献[3]针对工字型长桁加筋壁板的稳定性问题,采用三种方法进行计算提出了实用、可靠的工字型长桁加筋壁板结构稳定性分析方法;文献[4]对复合材料薄壁加筋结构局域初始屈曲临界载荷进行了分析计算;文献[5]针对多设计变量的新型曲加筋条壁板优化问题,提出了一种参数化设计方法;文献[6]运用响应面法优化了曲加筋条壁板;文献[7]模拟壁板试验条件下的复杂边界条件,对曲加筋条壁板进行了设计和分析;文献[8]对经优化得到的最优曲加筋条壁板进行了试验研究;文献[9-10]对多工况条件下的曲加筋条壁板进行了轻量化设计;文献[11]应用拓扑优化技术研究了蒙皮厚度、加筋高度以及周期性格栅数对格栅加筋结构优化性能的影响。
邻边简支其余自由L形板的精确分析
曹远龙;曹朗
【期刊名称】《水利与建筑工程学报》
【年(卷),期】2013(011)004
【摘要】L形板在工程中比较常见,但是尚没有对邻边简支其余自由的L形板理论分析.为了给工程应用提供支持,有必要开展此类的L形板的理论分析.根据弹性薄板理论,将邻边简支其余自由的L形板分离成3块矩形板,再应用叠加原理求解单块板,根据各板边界条件和公共边协调条件建立联立方程组,解方程获得L形板的精确解.经过与ANSYS有限元计算结果对比可知,结果正确,方法可靠.
【总页数】7页(P192-198)
【作者】曹远龙;曹朗
【作者单位】河海大学土木与交通学院,江苏南京210098;中国人民解放军92619部队,广东深圳518000;河海大学土木与交通学院,江苏南京210098
【正文语种】中文
【中图分类】TU375.2
【相关文献】
1.有面内张力和剪力作用的简支各向异性平行四边形板自由振动、屈曲和弯曲的精确解 [J], 王克林;刘俊卿
2.一对边简支、一对边自由的平行四边形板弯曲问题的摄动变分解 [J], 周倜;周志红;
3.有限长压电层合简支板自由振动的三维精确解 [J], 高坚新;沈亚鹏
4.二邻边支承二邻边自由的矩形板弯曲统一求解方法 [J], 许琪楼;姜锐;唐国明
5.均布载荷下两邻边固定、一边简支、一边自由的矩形板的弯曲 [J], 赵芳欣;张瑛洁;赵祖欣;张松;俞秉义
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