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弹性模量对柔性仿生鱼尾振动行为的影响

ISSN号：1004-6801
期刊名称：振动.测试与诊断
时间：2015.2.15
页码：12-16+183
分类：TH111[机械工程—机械设计及理论] TH14[机械工程—机械制造及自动化;一般工业技术—材料科学与工程]
作者机构：[1]南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,南京210016, [2]青岛大学软件技术学院,青岛266100
相关基金：国家自然科学基金资助项目（51175250）;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（NJ2013006,NS2012033,CX-LX12-0144）;江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目（CXLX12-0144）;高等学校创新引智计划资助项目（B12021）;江苏高效优势学科建设工程资助项目（PAPD）
相关项目：基于MFC的各向异性柔性仿生鱼尾研究

关键词：粗压电纤维复合材料, 玻璃纤维复合材料, 弹性模量, COMSOL有限元软件

中文摘要：

针对采用各向同性材料为基板的仿生鱼尾刚度大、变形小的情况,研究基板材料弹性模量对于柔性复合型仿生鱼尾振动行为的影响。首先,通过使用粗压电纤维复合材料（macro fiber composite,简称MFC）作为驱动器,设计了一种柔性仿生鱼尾结构,运用COMSOL Multiphysics有限元软件模拟了具有相同泊松比和密度的基体材料在不同弹性模量下的鱼尾振动情况,得出鱼尾摆动位移与弹性模量间的极值关系;然后,对比此种弹性模量下各向同性材料与各向异性材料,得到各向异性材料适合作为基体材料的结论;最后,根据仿真结果制备出各向异性基体材料,与MFC相结合得到柔性鱼尾,再对其进行振动性能测试实验。实验结果验证了数学模型的合理性及设计的可行性。

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