本文關鍵詞：功能梯度壓電層合板的強迫振動分析　出處：《中北大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 功能梯度壓電層合薄板 非線性主振動 分岔 混沌

【摘要】：功能梯度壓電材料是一種新型智能材料,在航天、航空、化工、電動控制、機械系統(tǒng)等領域發(fā)揮著重要作用。近年來,其力學行為上的研究出現(xiàn)了一些成果,但仍存在許多急需解決的難題,尤其是振動問題已成為國內(nèi)外研究的熱點。文章首先對論文的研究背景和意義做了闡述,簡要介紹了功能梯度材料、壓電材料、功能梯度壓電材料及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。通過建立功能梯度層合板的幾何模型,利用哈密頓原理推導出機械力作用下功能梯度層合板的非線性動力學方程。利用Matlab軟件對薄板進行非線性主共振分析,主要討論了層合板在不同邊界條件下對主共振的影響,其次分析了阻尼、冪率指數(shù)、機械力等參數(shù)越大對系統(tǒng)動力響應越明顯,越容易發(fā)生跳躍現(xiàn)象,使系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。最后以功能梯度壓電層合板結構為研究對象,基于壓電材料和功能梯度材料的應力應變方程,推導出電壓激勵下功能梯度壓電層合板的非線性動力學方程,然后利用多尺度法推導出幅頻響應方程;通過改變簡諧電壓、系統(tǒng)阻尼、功能梯度板的冪率指數(shù)和功能梯度板的厚度等參數(shù)的大小,分析這些參數(shù)與主共振之間的聯(lián)系;最后分析了電壓和阻尼對系統(tǒng)分岔與混沌的影響,并繪制出系統(tǒng)的相圖。
[Abstract]:Functionally graded piezoelectric (FGM) is a new type of intelligent material, which plays an important role in the fields of aerospace, aviation, chemical industry, electric control, mechanical system and so on. In recent years, some achievements have been made in the study of its mechanical behavior. However, there are still many difficult problems that need to be solved, especially the vibration problem has become a hot spot at home and abroad. Firstly, the research background and significance of this paper are described, and the functionally graded materials and piezoelectric materials are briefly introduced. The research status of functionally graded piezoelectric materials at home and abroad. The geometric model of functionally graded laminated plates is established. The nonlinear dynamic equations of functionally graded laminated plates under mechanical force are derived by using Hamiltonian principle. The nonlinear principal resonance analysis of thin plates is carried out by using Matlab software. This paper mainly discusses the influence of laminated plates on the main resonance under different boundary conditions. Secondly, the larger the damping, the exponent and the mechanical force, the more obvious the dynamic response of the system is, and the more easy to jump. Finally, the structure of functionally graded piezoelectric laminates is taken as the research object, based on the stress-strain equations of piezoelectric materials and functionally graded materials. The nonlinear dynamic equations of functionally graded piezoelectric laminates under voltage excitation are derived, and the amplitude-frequency response equations are derived by using the multi-scale method. By changing the parameters of harmonic voltage, system damping, power ratio exponent of functionally gradient plate and thickness of functional gradient plate, the relationship between these parameters and the main resonance is analyzed. Finally, the effects of voltage and damping on the bifurcation and chaos of the system are analyzed, and the phase diagram of the system is drawn.
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB381

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳熹;薛春霞;;電壓激勵下四邊簡支壓電層合板的振動分析[J];材料科學與工程學報;2015年05期

2 葉文強;薛春霞;;電壓激勵的壓電層合懸臂梁橫向振動分析[J];振動與沖擊;2014年13期

3 張小廣;胡宇達;任興利;;四邊固支功能梯度矩形板的主共振分析[J];振動與沖擊;2011年06期

4 杜長城;李映輝;;功能梯度矩形板的非線性自由振動[J];力學季刊;2010年02期

5 姚林泉;王偉;;強電場作用下簡支壓電層合梁的非線性動力分析[J];固體力學學報;2008年04期

6 方詩圣;王建國;謝楓;;具有固支邊的功能梯度壓電矩形板靜力解[J];合肥工業(yè)大學學報(自然科學版);2008年11期

7 夏賢坤;沈惠申;;功能梯度材料剪切板屈曲后的自由振動[J];固體力學學報;2008年02期

8 曹樹謙;高健;;壓電層合圓板的非線性動力學模型與主共振響應[J];天津大學學報;2007年02期

9 劉瑋;閆鉑;;四邊簡支壓電功能梯度矩形薄板的屈曲[J];吉林大學學報(理學版);2006年06期

10 鄭玉芳;傅衣銘;王鋒;;具損傷壓電層合板的非線性動力穩(wěn)定性分析[J];力學學報;2006年04期

相關會議論文 前1條

1 吳瑞安;;功能梯度壓電材料矩形板自由振動方程的精確解[A];中國工程物理研究院科技年報（2003）[C];2003年

相關博士學位論文 前1條

1 彭旭龍;功能梯度材料相關的幾個動靜態(tài)問題分析及結構優(yōu)化[D];中南大學;2010年

相關碩士學位論文 前2條

1 沈紀蘋;非線性壓電層合軸對稱圓板的動力分析[D];蘇州大學;2006年

2 沈仁發(fā);磁致伸縮/壓電層狀復合材料的磁電效應研究[D];國防科學技術大學;2004年

，

本文編號：1413066