加热压电纤维复合材料圆板的横向自由振动分析

摘要

压电纤维复合材料（Piezoelectric Fiber Composites，PFCs）是一种新型的1-3型压电材料，因为具有传统材料无可比拟的良好的平面应变、可设计的正交异性、较强的抗破坏能力、韧性好等优点，所以具有良好的应用前景。本文将以工程中常见的板结构为基础，研究压电纤维复合材料圆板在热-电载荷作用下的横向自由振动。具体内容如下：
　　基于经典薄板理论和压电材料的本构理论以及极正交各向异性材料的本构理论建立了加热压电纤维复合材料圆板的横向自由振动控制微分方程。采用打靶法分别获得了加热压电纤维复合材料圆板在周边固支和简支情况下无量纲固有频率随温度和电场强度变化的关系曲线，并分析了压电纤维体积分数、刚度参数、电场强度和温度变化对压电纤维复合材料圆板无量纲固有频率的影响。结果表明：一定体积分数或者电场强度下，压电纤维复合材料圆板的无量纲固有频率都随温度的升高而单调下降；同一温度下，刚度参数越小，无量纲固有频率越低；电场强度越大，无量纲固有频率越高，但是电场强度对振动频率的调节作用比较微弱。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 压电材料及压电复合材料概述

1.2.1 压电材料

1.2.2 压电复合材料

1.2.3 压电纤维复合材料

1.3 压电材料的本构方程

1.4 国内外压电材料的研究状况

1.4.1 压电材料压电性能研究

1.4.2 压电材料的稳定性研究

1.4.3 压电材料的振动控制研究

第2章 压电纤维复合材料圆板的轴对称线性横向自由振动控制方程

2.1 引言

2.2 基本方程

2.2.1 压电纤维复合材料基本参数

2.2.2 几何关系

2.2.3 物理关系

2.2.4 无量纲化过程

2.2.5 横向自由振动控制方程

2.3 本章小结

第3章 加热压电纤维复合材料圆板横向自由振动数值分析

3.1 引言

3.2 数值计算

3.2.1 打靶法简介

3.2.2 打靶法计算过程

3.2.3 数值结果及讨论

3.3 本章小结

第4章 结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表的论文