基于摩擦纳米发电机的层合梁结构应变监测研究

为获取桥梁结构内部的应变状态,基于摩擦纳米发电机技术,以层合梁结构为研究对象,通过内嵌滑动式摩擦纳米发电机设计了层合梁结构模型,阐述了应变监测的工作流程和传感理论,进行试验测试和有限元模拟,验证摩擦纳米发电机对层合梁结构内部应变监测的准确性,层合梁结构在加载频率越大,加载幅值越小时,摩擦纳米发电机的应变监测精确越高。

基于层合梁结构的弛豫铁电单晶矢量水听器

为了满足低频高灵敏度声矢量接收需求,提出并研制了一种具有层合梁结构的弛豫铁电单晶二维同振型矢量水听器。矢量通道分别由两个正交的单晶层合梁加速度传感器组成,其中层合梁结构是通过在金属悬臂梁中引入阻尼层形成。通过有限元仿真分析了层合梁结构中单晶层厚度、阻尼层杨氏模量等参数对谐振频率及加速度灵敏度的影响。研制了多种加速度传感器及矢量水听器样品,相关测试结果表明,在材料上,所提出的单晶传感器比压电陶瓷具有更高的灵敏度;在结构上,层合梁矢量水听器比金属梁具有更低的谐振频率和谐振峰,在声压灵敏度及指向性凹坑方面均有3 dB的性能优势。

压电弹性层合梁-板结构中SH波的传播

建立了压电层合梁-板结构的压电-弹性动力学基本方程式,在给定压电层合梁-板结构形式和波传播方向的情况下,对基本方程式进行了简化;利用连续性条件和边界条件,建立了波传播的特征方程式,并对波动方程式进行求解;得到了前三阶频散关系曲线。通过实例数值计算,讨论了弹性层、压电层的厚度比与频散关系的影响,得出了SH波在压电层合梁-板结构中传播的基本特性。