Green's functions for a piezoelectric half plane

Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ,ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｓｍａｒｔｓｙｓｔｅｍｓｈａｖｅｂｅｃｏｍｅａｈｏｔｔｏｐｉｃ.Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｄｉｒｅｃｔａｎｄｃｏｎｖｅｒｓｅｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｅｆｆｅｃｔｓ,ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｔｏｍａｋｅｖａｒｉｏｕｓｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓａｎｄａｃｔｕａｔｏｒｓａｎｄｈａｖｅｉｍｐｏｒｔａｎｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｈｉｇｈｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｓｕｃｈａｓｅｌｅ…     

分片铺设压电梁弯曲分析的无网格法

由不同材料层合而成的层合压电结构中,各层之间的材料的不连续性使得采用无网格配点法处理此类问题时的精度降低.为解决这一问题,将整个问题区域根据材料属性划分成不同的子区域,在每个子区域内采用无网格配点法.为实现各子区域的“粘合”,在子区域的公共边界上分别施加力、电相容性条件和位移、电势连续性条件,导出子区域下的无网格配点法;并应用该方法对层合压电结构在不同铺设方式下的弯曲进行分析并比较.结果表明：分片铺设压电片时,对同样体积大小的压电材料,不同的压电布置会产生不同的对形变的控制效果;采用上下对称粘贴的的铺设方式能实现较好的控制效果.     

The 2D Fundamental Solutions in BEM Applied for Piezoelectric Materials

Ｔｈｅ２ＤＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＳｏｌｕｔｉｏｎｓｉｎＢＥＭＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ￥（孟庆元）（杜善义）ＭＥＮＧＱｉｎｇｙｕａｎ；ＤＵＳｈａｎｙｉ（Ｄｅｐｔ．ｏｆＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃ...     

一般边界条件下压电层合厚板的精确解

从三维弹性理论和压电学理论出发,通过假设边界函数,导出一般边界条件下压电层合板的状态方程,并运用传递矩阵求解方法,给出了满足周边和上、下表面所有边界条件的精确解析解.此解计及了正交异性压电弹性体的所有弹性常数和压电学常数,满足层合板所有基本方程和层间连续条件,适合任意厚跨比.本文所述的方法原理对于验证、比较其他简化模型和各种数值计算模型都有十分重要的指导意义,在工程中也有着广泛的应用前景.     

智能梁振动分析的修正Fourier级数方法

采用修正的Fourier级数方法求解离散分布式压电智能梁固有振动问题,能较精确地描述具有内部突变函数特征,可以方便地使用普通梁的求解方式求解智能梁的振动问题,具有较高的精确性.算例表明:修正的Fourier级数方法求解离散分布式压电智能梁的振动是可行有效的;与普通梁相比,智能梁的压电效应使梁的振动频率明显升高,压电片的不同位置对梁各阶固有频率具有不同程度的影响.     

压电陶瓷二维裂纹问题的对偶方程及其解析解

为了探求压电材料平面动态断裂力学问题的有效求解方法,引入势函数表示压电材料的基本微分方程,采用半无限对称的Fourier正弦变换和Fourier余弦变换的方法对微分方程进行变换,建立了二维压电材料Ⅰ型裂纹问题的对偶方程,求得应力强度因子和电位移强度因子的解析解.结果表明该研究方法是可行的,为研究压电介质内的动态耦合场问题奠定了基础.     

压电、压磁弹性体的空间问题研究

从横观各向同性压电、压磁弹性体空间问题的基本方程出发,建立由位移、电势和磁势函数所表示的控制偏微分方程组,通过引入势函数来研究压电,压磁弹性体的空间问题一般解.针对压电、压磁半无限体受法向集中力作用,导出位移、应力、电位移、电势、磁感和磁势函数的具体表达式.     

Nonlinear static response of piezoelectric plates considering electro-mechanical coupling

Nonlinear static analysis of piezoelectric plates has been carried out using nonlinear finite element method considering electro-mechanical coupling. The geometrical nonlinearity has been taken into account and electric potential is assumed to be quadratic across the plate thickness. The governing equations are obtained using potential energy and Hamilton’s principle that includes elastic and piezoelectric effects. The finite element model is derived based on constitutive equation of piezoelectric material accounting for coupling between elasticity and electric effect using higher order plate elements. Results are presented for piezoelectric plate under different mechanical boundary conditions. Numerical results for the plate are given in dimensionless graphical forms. Effects of boundary conditions on linear and nonlinear response of the plate are also studied. The numerical results obtained by the present model are in good agreement with the available solutions reported in the literature.     

周边简支空心压电圆板表面均载弯曲

本文利用横观各向同性压电材料的通解和所构造的三个调和函数,给出了受均布载荷的周边简支空心圆板的解析解,退化得到实心圆板的解,比较了ＰＺＴ－４实心圆板和ＰＺＴ－４有相同弹性常数的横观各向同性圆板的中心挠度和弯矩。     

缺陷压电结构电弹性问题断裂分析

对含中心裂纹的压电体进行了断裂理论分析,利用裂纹附近广义位移场的局部解构造了一种关于含中心裂纹的压电材料广义位移模式,并建立了有限元断裂分析模型;得到了修正了的含中心裂纹的压电体压电场的本构方程;提出了求解含中心裂纹的压电材料广义强度因子的数值计算方法。利用该方法考察了不同结构尺寸、电位移与电场对解的影响。数值算例说明了本文方法的有效性。     

压电类智能结构耦合系统动力学分析

对压电类智能结构耦合系统动力学问题进行了分析,阐明了压电结构在外载(机械力或电场)作用下的力学特征、电学特征.从机电耦合弹性体的理论出发,运用Hamilton原理建立一般压电类智能结构耦合系统的动力分析模型,进行压电类智能结构耦合系统的有限元分析.以此为基础进行压电类智能结构耦合系统动力学分析:模态分析和瞬态动力分析.最后利用有限元分析软件ANSYS,对粘贴压电陶瓷片的压电悬臂板耦合效应进行模拟分析,进行了模态分析、瞬态动力学分析研究.说明了压电类智能结构耦合系统的动力学特性.     

压电智能板分析的样条有限点法

从高阶剪切变形理论、智能本构关系、瞬时变分原理和样条离散化出发,建立了压电智能板分析的样条有限点法。对压电智能板的变形进行了分析,结果与相应的有限元解作了详细的比较,证明了本文方法的正确性。计算结果表明,利用样条有限点法进行智能结构的分析,计算模型简单,物理关系明确,与有限元法相关的计算模型相比,具有较大的优越性,实用价值高。     

横观各向同性体的轴对称弹性动力学方程的推导

通过复变函数论的方法,对横观各向同性体的轴对称弹性动力学方程进行推导．对具有任意的自相似指数的轴对称动力学问题进行自相似求解,导出解析解的一般表示．使得考虑的问题相应地简化并具有一定的普遍性,因此,对自相似形式的解的推导具有重要的意义．     

多铁性材料中螺型位错与含弱界面圆形夹杂的相互作用

考虑无穷远反平面力载荷和平面内电磁载荷情况下,横观各向同性的压电磁介质中广义螺型位错与含非完整界面的圆形夹杂的电磁弹性耦合效应。广义螺型位错位于基体的任意一点处并且在其位错核上作用有点力、点电荷和线电流。通过运用复变函数方法,得到了电磁弹性场的解析解。借助于广义的Peach-Koehler公式,求解出了广义螺型位错上位错力的精确表达式。研究了非完整界面对夹杂区域中电磁弹性场的影响。讨论了各种参数(非完整界面,材料匹配性和位错位置)对作用在非完整界面附近广义螺型位错上位错力的影响规律。这些基本解可以作为分析压电磁介质中相应裂纹问题的格林函数。     

横观各向同性体非轴对称半空间问题的统一解

利用Hankel积分变换和Bessel函数理论,在象域中推导了任意非对称表面荷载作用下横观各向同性弹性半空间体内应力分量和位移分量的统一表达式.此解答具有一般性,包含了非对称荷载作用下各向同性弹性半无限体问题.该解答可用于求解单向水平荷载、圆形单向均布水平荷载、单向水平集中荷载、半球形单向水平荷载以及凹盆形单向水平荷载作用等多种荷载边界条件下一般空间问题的求解.     

张量不变式方法在物理张量计算中的应用——(Ⅱ)应用

用张量不变式方法(MTI),计算了所有晶体点群的旋声张量,首次得到了C_(4h)点群的电致旋声张量和含有五次对称轴的点群的介电、压电、弹性、弹光等物理性质张量。     

均布荷载作用下简支磁电弹性梁的解析解

对磁电弹性材料构成的两端简支梁,在均布荷载作用下的弯曲问题按平面应力问题进行了研究.从横观各向同性磁电弹性体的三维基本方程出发,简化得到平面问题的基本方程,给出了用四个拟调和函数表达的四个特征根互异情况下的通解,进而以试凑法推导出了均布荷载作用下简支磁电弹性梁的位移、电势、磁势、应力、电位移和磁通密强度的解析解,所得解有易于理解、便于校对、形式统一简洁的特点.并且将计算结果与压电材料和弹性材料相应结果进行了分析、比较,发现应力σz与τxz材料常数无关,且与各向同性弹性梁结果一致;位移和电势受材料常数影响较大,而应力和电位移影响较小.所得结果为验证各种数值计算方法提供了参考依据.     

压电叠层梁的动力精确解

以压电材料的弹性力学基本方程和本构方程为基础,引入状态空间法,在忽略体力、体电荷和体电流的情况下,推导出了压电材料的状态变量方程。然后结合边界条件,得到了简支压电梁自由振动频率的状态空间解,并进一步推导出了压电简支叠层梁振动频率的精确解,此解形式简单、精确,便于应用。     

压电泵用被动截止阀的发展

为使压电泵能够很好的工作,要合理选择泵用被动截止阀。由于压电振子振动时,在阀体两侧产生的压差非常小,因此要求阀的开启压力必须很低。本文从以往关于压电泵的研究中,选用了悬臂梁阀、平板阀、蝶阀与"V”型阀等几种常用的压电泵用被动截止阀进行了介绍,分析了各种阀的结构特点及工作过程中的优缺点,为压电泵的进一步设计和在阀体选用上提供了可靠的数据。     

Inhomogeneity Dislocation Interaction of Piezoelectric Materials Under

The complex potentials method is used to develop a solution for ascrew dislocation interacting with an elliptical piezoelectric inhomogeneity in piezoelectric materials under remote non-uniform antiplane shear and non-uniform inplane electric field. The theoretical analysis result is formulated via the conformal mapping and Laurent series expansion in the transformed plane by using complex variable method. The general expression of the complex variables is dirived explicitly in both the elliptical inhomogeneity and the surrounding matrix