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具有压电材料薄板稳定性的有限元法 被引量:6

Finite Element Method of Stability for Thin Plate of Piezoelectric Material
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摘要 考虑一均匀各向同性薄板结构,在板面内受面力作用,且在板的上下表面离散分布着压电执行元件.设每块压电片具有相同的材料,且作用相同电压.不考虑压电元件对整体结构刚度的影响;只考虑执行元件对板的逆压电效应,而不考虑板弯曲对执行元件中电场强度的影响.根据压电材料的逆压电效应,利用三角形三节点单元,用变分原理导出压电结构板平面应力问题位移法的有限元表达式以及在大挠度小变形情况下的稳定性有限元特征方程.可利用子空间迭代法求出结构在电压和面内外力共同作用下的稳定性特征值.通过调节作用于执行元件上的电压,可使结构的稳定性得到有效的控制. A homogeneous isotropic thin plate, on which the surface force acts and there are many actuators of discrete distribution, is considered. Suppose all piezoelectric lamellas are made of the same material, thickness and have the same voltage acting on all actuators. The effect of the piezoelectric material on the stiffness of the total structure is not considered; only the inverse piezoelectric effect of actuating components on the plate is taken into account;the piezoelectric effect of deformations on the actuating components is not considered. According to the inverse piezoelectric effect of piezoelectric material, the finite element expression of the plane stress problem of the piezoelectric plate and the finite element characteristic equation of the structure stability under large deflection and small deformation are obtained. By taking advantage of subspace iteration method, the characteristic values are obtained under voltage and surface force combined. By means of regulating the voltage in actuators, the structure stability can be controlled effectively.
机构地区 兰州大学力学系
出处 《兰州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期44-48,共5页 Journal of Lanzhou University(Natural Sciences)
基金 甘肃省自然科学基金 留校博士启动基金
关键词 压电材料 执行元件 稳定性 有限元法 薄板 弯曲 piezoelectric material actuator stability finite element method
  • 相关文献

参考文献8

  • 1姚林泉,胡银燕,俞焕然.具有压电材料弹性环形板的屈曲[J].力学学报,1998,30(2):233-237. 被引量:3
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  • 3孙慷,压电学,1984年
  • 4张允真,弹性力学及其有限元法,1983年
  • 5徐次达,固体力学有限元理论、方法及程序,1983年
  • 6姚林泉,力学学报,1998年,30卷,2期,234页
  • 7Rao S S,Appl Mech Rev,1994年,47卷,4期,113页
  • 8Ha S K,AIAA J,1992年,30卷,3期,772页

二级参考文献1

  • 1孙慷,张福学.压电学[M]国防工业出版社,1984.

共引文献2

同被引文献65

引证文献6

二级引证文献16

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