發(fā)布時(shí)間：2018-06-03 16:47

  本文選題：二維 + 邊界元法��； 參考：《鄭州大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：智能材料是汽車(chē)電子電控的關(guān)鍵組成部件,其機(jī)械性能和電學(xué)性能是智能材料研究的兩類(lèi)重要問(wèn)題。本論文通過(guò)邊界元法,基于Mathematica計(jì)算軟件,分別對(duì)二維壓電薄壁結(jié)構(gòu)和二維介電/壓電斷裂模型進(jìn)行分析,主要工作如下:(1)利用常規(guī)邊界元法分析二維壓電薄壁結(jié)構(gòu):本文根據(jù)源點(diǎn)場(chǎng)點(diǎn)的位置關(guān)系分別得到二維壓電介質(zhì)邊界積分方程中核函數(shù)積分的解析式,基于Mathematica計(jì)算軟件,編輯邊界元程序,對(duì)三種典型的壓電薄壁結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行數(shù)值模擬;(2)利用多區(qū)域邊界元法分析二維介電介質(zhì)斷裂問(wèn)題:將裂紋區(qū)域作為一個(gè)新的單獨(dú)的狹長(zhǎng)薄壁區(qū)域,利用精確的裂紋表面電邊界條件,模擬了裂紋張開(kāi)大小和裂紋腔內(nèi)電場(chǎng)分布情況,得到裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子和電位移強(qiáng)度因子,數(shù)值模擬給出了介電常數(shù)、載荷及種常用的簡(jiǎn)化的電邊界條件(不可穿透、可穿透、半可穿透)對(duì)斷裂行為的影響;(3)利用多區(qū)域邊界元法分析二維壓電介質(zhì)斷裂問(wèn)題:由于壓電介質(zhì)力電耦合的非線(xiàn)性,提出了一種邊界元非線(xiàn)性迭代方法,模擬了裂紋表面精確的電邊界條件,分析了裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子和電位移強(qiáng)度因子,討論了介電常數(shù)、壓電常數(shù)、載荷的變化對(duì)斷裂行為的影響,與常用的三種簡(jiǎn)化的電邊界條件下的裂紋數(shù)值解對(duì)比,并進(jìn)一步給出了不同形式載荷對(duì)壓電材料斷裂行為的影響。
[Abstract]:Smart material is a key component of automotive electronic control. Its mechanical properties and electrical properties are two important problems in the research of intelligent materials. In this paper, two dimensional piezoelectric thin-walled structures and two-dimensional dielectric / piezoelectric fracture models are analyzed by boundary element method and based on Mathematica software. The main work is as follows: (1) the conventional boundary element method is used to analyze the two-dimensional piezoelectric thin-walled structure. According to the position relation of the source point field, the analytical formula of the kernel function integral in the two-dimensional piezoelectric dielectric boundary integral equation is obtained, and the calculation software based on Mathematica is used. Numerical simulation of three typical piezoelectric thin-walled structures is carried out by editing the boundary element program. The problem of two-dimensional dielectric fracture is analyzed by using the multi-region boundary element method: the crack region is treated as a new narrow thin wall region. Using the accurate electric boundary condition of the crack surface, the crack opening size and the distribution of electric field in the crack cavity are simulated. The stress intensity factor and the electric displacement intensity factor at the crack tip are obtained. The dielectric constant is obtained by numerical simulation. The influence of loads and simplified Electrical Boundary conditions (Non-Penetration, Semi-Penetration) on fracture behavior. The problem of 2-D piezoelectric dielectric fracture is analyzed by using multi-region boundary element method: due to the nonlinearity of electro-mechanical coupling of piezoelectric dielectric, A nonlinear boundary element iteration method is proposed to simulate the exact electric boundary conditions on the crack surface. The stress intensity factor and electric displacement intensity factor at the crack tip are analyzed, and the dielectric constant and piezoelectric constant are discussed. The effect of load on fracture behavior is compared with that of three simplified electric boundary conditions, and the effect of different forms of load on fracture behavior of piezoelectric materials is given.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U463.6

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本文編號(hào)：1973490