本文選題：三維壓電譜單元　切入點(diǎn)：壓電層合板　出處：《應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào)》2017年02期

【摘要】：譜單元作為一種高階單元具有計(jì)算效率高和精度高的特點(diǎn)。本文在基于Legendre正交多項(xiàng)式的三維譜單元基礎(chǔ)上提出了三維壓電譜單元模型,用于壓電層合板靜力和動力性能模擬研究。壓電層合板結(jié)構(gòu)中的位移和電勢自由度均離散到三維壓電譜單元Gauss-Lobatto-Legendre(GLL)配置節(jié)點(diǎn)上,并且未對電勢沿壓電層厚度方向上的變化做任何假定。通過提高譜單元中沿壓電層合板厚度方向上的形函數(shù)階數(shù)的方法,來削弱三維譜單元在模擬薄板結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的剪切閉鎖現(xiàn)象。為驗(yàn)證單元的計(jì)算精度,取雙壓電層合板結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力和動力行為模擬驗(yàn)證,并將計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)有文獻(xiàn)中的其它單元模型及有限元結(jié)果進(jìn)行對比。結(jié)果表明,壓電譜單元可有效模擬壓電層合板的靜力和動力行為,且提高譜單元形函數(shù)階數(shù)可提高數(shù)值模擬精度。
[Abstract]:As a high order element, spectral element has the characteristics of high computational efficiency and high accuracy.In this paper, a three-dimensional piezoelectric spectral element model based on Legendre orthogonal polynomial is proposed, which is used to simulate the static and dynamic properties of piezoelectric laminated plates.The displacement and potential degrees of freedom in piezoelectric laminated structures are discretized to the Gauss-Lobatto-Legendre GLL) nodes of three-dimensional piezoelectric spectrum elements, and no assumptions are made as to the variation of the potential along the piezoelectric layer thickness.By increasing the order of shape function along the direction of the thickness of piezoelectric laminated plate in the spectral element, the shear locking phenomenon of 3D spectral element in the thin plate structure can be weakened by the method of increasing the order of the shape function in the direction of the thickness of the piezoelectric laminated plate.In order to verify the accuracy of the element, the static and dynamic behavior of the bimorph laminated structure is simulated and verified, and the calculated results are compared with other element models and finite element results in the existing literatures.The results show that the piezoelectric spectral element can effectively simulate the static and dynamic behavior of piezoelectric laminated plates, and improve the order of the spectral element shape function to improve the accuracy of numerical simulation.
【作者單位】： 華僑大學(xué)土木工程學(xué)院;華僑大學(xué)福建省結(jié)構(gòu)工程與防災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;湖南大學(xué)土木工程學(xué)院;
【基金】：國家國際科技合作專項(xiàng)項(xiàng)目(2014DFE70230) 國家自然科學(xué)基金(51278185)
【分類號】：TB381;TB115

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本文編號：1699560