1-3型压电纤维主动薄壁梁扭转特性

摘要

从薄壁梁理论出发,在考虑扭转翘曲影响的情况下,推导了1-3型压电纤维复合材料主动薄擘梁的几何方程、本构方程和静力学控制方程.在此基础上,采用该理论分析了4类典型铺层方式的主动薄壁梁在控制电压作用下产生的主动力和变形模式.分析指出,采用适当的铺层方式,可以使得卜3型压电纤维复合材料主动薄壁梁具有主动扭转能力,特别是纯扭转能力.箅例同时分析了主动薄壁梁主动扭转能力随压电纤维的体积比、铺层角、外界电场强度以及薄壁梁的长度等因素的变化规律.算例结果表明,本文分析方法具有较好的精度,1-3型压电纤维复合材料主动薄壁梁具有良好的主动扭转特性,这将大大扩大主动结构的自由度控制范围,特别是扭转自由度的控制范围.