本文關鍵詞：具損傷微納米結構的非線性動力學分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：壓電材料作為一種新型的材料在各行各業(yè)中得到廣泛的運用。壓電元器件的廣泛運用促進批量生產制造技術的成熟。批量化程度越高，單個元器件成本越低，相比傳統(tǒng)元件的優(yōu)勢越明顯。同時，由于廣泛使用，暴露出來的問題就越多。隨著幾何尺寸的縮小，元器件的力學特性卻不是宏觀尺寸的對應縮小，表現出與幾何尺寸相關性。另一方面，壓電元器件在制造和使用過程中不可避免的會帶來損傷，元器件出現微小損傷立刻更換不太現實，這時對元器件損傷分析具有很大的意義。許多壓電元器件都可以簡化為微梁模型，本文針對損傷壓電層合懸臂微梁模型，展開如下幾個方面的研究： 考慮尺寸效應和損傷效應，研究具損傷微梁在電場和結構場的耦合作用下的非線性坍塌特性。文中構建了考慮尺寸效應和損傷效應的壓電微梁的本構關系。首先進行理論分析，基于連續(xù)介質力學理論和Euler-Bernoulli梁理論推導出具損傷壓電微梁的非線性動力學控制方程，采用Galerkin法將控制方程轉變?yōu)槌Ｎ⒎址匠�，由數值積分求解微梁的響應。討論幾何非線性、微梁長度、損傷變量、控制電壓等參數對微梁撓度的影響，并得到各種條件下的臨界坍塌電壓。然后，采用有限元方法分析微梁的坍塌，并與理論分析結果作對照。從兩個分析途徑均可得出如下結論：當控制電壓增大、損傷變量增大時，微梁的臨界坍塌電壓降低。 采用諧波平衡法研究懸臂微梁的振動。計算微梁的自由振動、受直流電壓作用的受迫振動和受交流電作用的受迫振動。討論阻尼系數、微梁長度、損傷變量、控制電壓、負載電壓等參數對微梁振動幅頻特性的影響。
【關鍵詞】：壓電效應 損傷效應 尺寸效應 有限元 靜力坍塌 非線性振動 幅頻響應
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH-39
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 論文中符號及意義10-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 研究背景及意義13-17
• 1.1.1 微機電系統(tǒng)的基本概念13
• 1.1.2 微機電系統(tǒng)的發(fā)展歷程13-14
• 1.1.3 微機電系統(tǒng)的特點14-15
• 1.1.4 微機電系統(tǒng)在各個方面的運用15-17
• 1.2 微機電系統(tǒng)損傷的產生17
• 1.3 相關領域的研究現狀17-19
• 1.3.1 MEMS 微梁結構的研究17-19
• 1.3.2 MEMS 尺寸效應的研究19
• 1.4 本文的主要研究內容和創(chuàng)新19-21
• 1.4.1 本文的主要研究內容19-20
• 1.4.2 本文的主要創(chuàng)新20-21
• 第2章 基本理論21-26
• 2.1 損傷力學基本理論21-22
• 2.2 尺寸效應理論22-24
• 2.3 壓電材料坍塌24-25
• 2.4 本章小結25-26
• 第3章 損傷層合壓電微梁坍塌分析26-38
• 3.1 引言26
• 3.2 基本方程26-34
• 3.2.1 不考慮幾何非線性微梁控制方程28-32
• 3.2.2 考慮幾何非線性微梁控制方程32-34
• 3.3 基本方程求解34-37
• 3.3.1 不考慮非線性情況34-36
• 3.3.2 考慮幾何非線性靜力坍塌36-37
• 3.4 本章小結37-38
• 第4章 ANSYS 模擬微梁在耦合場的坍塌38-48
• 4.1 引言38
• 4.2 建模加載和計算38-40
• 4.3 結果分析40-47
• 4.4 本章小結47-48
• 第5章 損傷層合壓電微梁的振動分析48-57
• 5.1 引言48
• 5.2 基本方程48-50
• 5.3 非線性自由振動50-52
• 5.4 受迫振動52-56
• 5.5 本章小結56-57
• 總結與展望57-59
• 總結57-58
• 展望58-59
• 參考文獻59-65
• 致謝65-66
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文66-67
• 附錄B 攻讀學位期間所參與的科研項目67

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前6條

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  本文關鍵詞：具損傷微納米結構的非線性動力學分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：281810