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压电元件驱动的功能梯度弹性薄板的屈曲
  • ISSN号:1001-9731
  • 期刊名称:《功能材料》
  • 时间:0
  • 分类:O343.7[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]吉林大学数学学院力学与工程科学系,吉林长春130012
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(10472037)
中文摘要:

考虑功能梯度薄板,其上下表面嵌有压电执行元件。根据逆压电效应将电压转换成作用于板上的等效电载荷。假设梯度材料的弹性参数为板厚度方向坐标的幂函数,基于经典板理论,导出了功能梯度弹性薄板小挠度屈曲平衡微分方程。利用双三角级数展开法,得到了四边简支具有压电元件的功能梯度矩形板的临界屈曲载荷,在此基础上通过数值例子讨论了弹性板的几何尺寸、材料梯度指数的变化对临界电压(载荷)的影响。研究结果表明,材料的梯度指数对临界电压有重要影响,并且通过调整作用于执行元件上的电压的大小和方向,可实现对结构稳定性的有效控制。

英文摘要:

For a hybrid rectangular plate comprised of a functionally graded materials substrate and piezoelectric patches perfectly bonded on its top and bottom surfaces as actuators, the equivalent actions were obtained by considering the inverse piezoelectric effect. Based on the classical theory of plate, the equilibrium differential equation was derived for the buckling analysis of thin elastic plate with functionally graded structure considering small deflection. The functionally graded material properties obeyed a power law across the thickness. The critical buckling loads were presented for a simply supported rectangular plate made of functionally graded material bonded piezoelectric patches by using bi-triangle series expansion method. The numerical examples were given and the influences of the plate aspect ratio and functionally gradient index on the buckling voltage were discussed. These results show that the stability can be controlled effectively by means of regulating the magnitude and direction of voltage applied on actuators.

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期刊信息
  • 《功能材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:重庆材料研究院
  • 主办单位:重庆材料研究院
  • 主编:黄伯云
  • 地址:重庆北碚区蔡家工业园嘉德大道8号
  • 邮编:400707
  • 邮箱:gnclwb@126.com
  • 电话:023-68264739
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9731
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1099/TH
  • 邮发代号:78-6
  • 获奖情况:
  • 2008、2011年连续获中国精品科技期刊,2010获重庆市双十佳期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30166