根據(jù)修正偶應(yīng)力理論和哈密頓原理,并結(jié)合經(jīng)典的層合梁理論,推導(dǎo)出具有層合結(jié)構(gòu)、考慮力-電耦合作用的微米級(jí)均質(zhì)、非均質(zhì)鋯鈦酸鉛（PbZrTiO₃,PZT）智能驅(qū)動(dòng)器尺度相關(guān)的運(yùn)動(dòng)控制方程和固有頻率。通過(guò)引入的材料內(nèi)稟特征尺寸參數(shù),成功捕獲了微米級(jí)PZT智能驅(qū)動(dòng)器的尺寸效應(yīng)。數(shù)值分析顯示,不同基體材料對(duì)微米級(jí)均質(zhì)、非均質(zhì)PZT智能驅(qū)動(dòng)器歸一化固有頻率影響較小;壓電層厚度不變,隨著基體厚度增加,微米級(jí)PZT驅(qū)動(dòng)器尺寸效應(yīng)逐漸變小;隨著結(jié)構(gòu)特征尺寸逐漸增大,尺寸效應(yīng)逐漸消失。 

【文章來(lái)源】：壓電與聲光. 2020,42(02)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

微米級(jí)PZT驅(qū)動(dòng)器

非均質(zhì)PZT雙晶片的ωi/ ω ˉ i受基體材料影響

圖3為非均質(zhì)PZT雙晶片驅(qū)動(dòng)器 ω i / ω ˉ i 受基體厚度影響。由圖可看出,不同PZT層與彈性層的厚度比隨著PZT厚度的增加, ω i / ω ˉ i 逐漸趨近于1,尺寸效應(yīng)慢慢消失;同時(shí),對(duì)于相同厚度的PZT層,彈性層厚度越大, ω i / ω ˉ i 越小。不同材料內(nèi)稟尺寸特征參數(shù)一般不同,且數(shù)據(jù)少。下面分析均質(zhì)PZT雙晶片驅(qū)動(dòng)器隨尺寸參數(shù)及 ω i / ω ˉ i 的變化規(guī)律。圖4為不同基體厚度均質(zhì)PZT雙晶片的 ω i / ω ˉ i 。圖中,取hp=7 μm,基體材料選取為黃銅。由圖可看出,不同he的均質(zhì)PZT雙晶片 ω i / ω ˉ i 隨著內(nèi)稟尺寸特征參數(shù)值的增大均增大,基體厚度對(duì) ω i / ω ˉ i 影響很小。


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