双层纤维压电智能薄板几何非线性建模与分析

来源：计算力学学报杂志2017年第6期北京时间：

作者：张书扬,张顺琦,赵国忠,王战玺,秦现生

单位：西北工业大学 机电学院, 西安 710072,西北工业大学 机电学院, 西安 710072,大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024,西北工业大学 机电学院, 西安 710072,西北工业大学 机电学院, 西安 710072

摘要：纤维压电MFC （Micro-Fiber Composite）的强致动力和高柔性等特点具有广泛的应用前景，但是材料组成结构复杂给建模带来了难处。基于Reissner-Mindlin假设，采用冯卡门非线性、中等转角及大转角几何非线性等理论，建立了MFC压电智能结构的多种几何非线性有限元模型。同时该模型考虑了压电纤维角度变化对结构形变的影响。分别对两种不同结构的MFC进行了建模与仿真，分别是MFC-d31和MFC-d33，前一种主要利用压电d31效应，而后一种主要利用压电d33效应。随后，通过一压电悬臂梁结构实验数据验证了模型的准确性。最后，利用所建模型对一种双层纤维压电智能薄板结构进行了几何非线性的计算与仿真。

关键词：压电智能结构,纤维压电材料,micro-fiber composite,几何非线性,

基金资助：国家自然科学基金青年项目（11602193）；大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室开放基金（GZ15212）；载人航天预先研究项目（020301）资助项目.