具損傷壓電層合微梁的坍塌特性研究
本文選題:壓電效應(yīng) 切入點(diǎn):層合微梁 出處:《湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》2016年08期 論文類型:期刊論文
【摘要】:以壓電層合微梁為研究對象,基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論和Euler-Bernoulli梁理論,在考慮其尺寸效應(yīng)和損傷效應(yīng)的情況下,推導(dǎo)了具損傷壓電層合微梁的非線性動(dòng)力控制方程.采用伽遼金法和龍格庫塔法進(jìn)行求解,分析了多種參數(shù)對微梁結(jié)構(gòu)坍塌特性的影響.結(jié)果表明,考慮幾何非線性項(xiàng)使得損傷微梁具有更高的坍塌閾值電壓;控制電壓、微梁長度等參數(shù)的變化均對損傷微梁的坍塌閾值電壓造成影響.最后,采用有限元軟件進(jìn)行仿真模擬計(jì)算,驗(yàn)證了理論計(jì)算結(jié)果的合理性.本文所得結(jié)論對微機(jī)電系統(tǒng)壓電層合微梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有理論指導(dǎo)意義.
[Abstract]:Based on the theory of continuum mechanics and Euler-Bernoulli beam, the size effect and damage effect of piezoelectric laminated micro-beam are considered. The nonlinear dynamic control equations of piezoelectric laminated microbeams with damage are derived. The Galerkin method and Runge-Kutta method are used to solve the equations. The effects of various parameters on the collapse characteristics of microbeam structures are analyzed. Considering the geometric nonlinearity, the damage micro-beam has higher collapse threshold voltage, and the changes of control voltage and the length of the micro-beam have an effect on the collapse threshold voltage of the damaged micro-beam. Finally, The rationality of the theoretical results is verified by using the finite element software. The conclusions obtained in this paper are of theoretical significance for the design of piezoelectric laminated micro beam structures in MEMS.
【作者單位】: 湖南大學(xué)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院;廈門理工學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院;
【基金】:國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11272270)~~
【分類號】:TH-39;O342
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,本文編號:1567205
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