基于高阶板理论的有限单元及其在压电智能结构中的应用研究

摘要

带有分布式压电驱动器/传感器的自适应智能材料结构在振动控制、形状控制、精确定位等方面具有很大潜力而受到广泛的关注.本文把x,y方向的位移定义为厚度坐标的三次多项式,利用板上下自由表面的力边界条件及正交异性复合材料的特性,导出了改进的高阶板理论.依据该理论建立了4节点20自由度矩形板高阶有限单元,并对一些算例进行了分析.通过与文献结果的对比,验证了改进的高阶板理论和所建立单元的正确性.最后利用所建立的单元,分析了压电悬臂梁中压电层在不同脱胶长度情况下板的频率变化,计算结果与试验结果相吻合.