三维波纹型可延展结构振动特性的辛分析

来源：计算力学学报杂志2024年第2期北京时间：

作者：姜宇,王博,张博涵,陈飙松,邓子辰

单位：西北工业大学 工程力学系, 西安 710072,西北工业大学 工程力学系, 西安 710072,大连理工大学 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024,西北工业大学 工程力学系, 西安 710072,大连理工大学 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024,西北工业大学 工程力学系, 西安 710072

摘要：基于三维组装技术的可延展结构具备优异的延展性和可调控性,使其成功应用于各类可延展电子器件的制备中。为了评估该类电子器件的稳定性,本文研究三维波纹型可延展结构的振动行为。首先,基于非线性的Euler-Bernoulli梁理论、Kelvin-Voigt粘弹性理论和考虑压电材料的表面压电效应,建立三维波纹结构的理论分析模型;其次,基于能量原理和扩展拉格朗日运动原理,推导出该结构的动力学控制方程;然后采用二级四阶辛Runge-Kutta求解该动力学方程。通过数值仿真实验验证了辛算法的优越性,同时,还发现随着三维波纹型可延展结构外界激励及其结构参数的变化,该结构的振动特性会从倍周期向分岔和混沌转化;本文结果为三维波纹型可延展结构的优化设计及应用提供理论基础。

关键词：可延展结构,屈曲,辛Runge-Kutta,压电薄膜,

基金资助：国家自然科学基金（12172282）；机械结构力学及控制国家重点实验室开放课题（MCMS-E-0221K01）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目.