压电材料主元杆件的基本力学性能(英文)

提出了一种实用的新型含压电堆材料的主元杆件,阐述了其应用于钢结构稳定控制的基本工作机理,讨论了该主元杆件在不考虑机电耦合及考虑机电耦合时的极限承载力的改变,同时运用有限元法,讨论了压电主元杆件中含压电堆的长度对其静力稳定性的影响,并进行了数值计算。结果表明:考虑机电耦合能够显著提高主元杆件的极限承载力;主元杆件所含压电堆的长度对静力稳定性的影响并非线性提高,而是必须在特定的刚度优化时才能进行有效地控制。

变截面压电主元杆件的静力稳定分析

基于势能驻值原理推导了变截面且材料改变构件屈曲荷载的解析解,并进一步得出变截面压电主元杆件在轴心受压时稳定临界力的计算公式。根据压电材料的特性分别推导了主元杆件在考虑机电耦合和不耦合情况下屈曲荷载值的表达式。结果表明,在压电效应作用下,压电主元杆件的临界承载力有所提高,对结构振动主动控制提供了依据。

考虑阻尼时压电堆相对长度对压电主元杆件动力稳定性的影响

以能量原理的稳定性理论为基准,通过基于不考虑线性阻尼的动力稳定性方程建立压电堆主元杆件稳定性方程,从而求解其主元杆件在这两种情况下的第一动力不稳定区域,同时考虑不同机电驱动力对第一动力不稳定区域的影响,结果表明,机电驱动力的增大可减小第一动力稳定失稳区域。并利用Matlab软件模拟了考虑阻尼压电堆相对长度对主元杆件第一动力不稳定区域的影响,结果表明,压电堆总长度小于等于总长的一半时,随着压电堆长度增长结构振动控制效果越为明显,从而确定一个适合实际工程的压电堆相对长度值。

动力荷载作用下压电主元杆件的动力稳定控制性能研究

压电材料是一种良好的功能性材料,具有独特的压电效应,其中包括正、逆压电效应两类.本文根据压电材料的正、逆效应设计并制作了能够实现测-控合一的压电主元杆件,即在结构中起主要作用的杆件上集成压电堆,以形成所谓的压电主元杆件.本文根据稳定及动力学等原理,建立了压电主元杆件的动力稳定控制基本方程,采用数值模拟方法探讨了动荷载作用下压电主元杆件的动力稳定控制性能.研究结果表明考虑机电耦合作用时,压电堆长度和压电堆夹持力等因素的共同影响,使得压电主元杆件动力失稳区域面积减小,相应的动力稳定控制性能提高.这说明适当提高激励电压,即可有效地提高压电主元杆件的动力稳定控制性能.

周期荷载作用下压电主元杆件的动力稳定性研究

为了寻求压电主元杆件动力稳定性能方面的优势,找出阻尼对于结构动力稳定方面的影响特点,以所提出的压电主元杆件为计算模型,建立动力方程,对其在周期性动力荷载作用下的动力稳定性能进行了分析,讨论了考虑机电耦合和不考虑机电耦合两种情况下,压电主元杆件在考虑阻尼作用时的动力失稳区域,为空间钢结构智能控制提供了相关依据.