双层压电材料在法向轴对称荷载作用下的表面位移分析
  • 【摘要】

    压电材料作为一种智能材料,能够实现电能和机械能的相互转换.由于压电材料的这一特殊性能以及其广泛的应用前景,因此受到了研究者的广泛关注.目前的研究多集中于压电薄膜和涂层的二维问题,本文针对双层压电材料轴对称问题进行了研究.首先,建立了压电涂层-压电层-均匀导电半空间结构的理论计算模型;其次,利用Hankel积分变换技术将此结构的数学模型转化为积分表达式,继而得到双层压电材料的轴对称问题的表面位移场;... 展开>>压电材料作为一种智能材料,能够实现电能和机械能的相互转换.由于压电材料的这一特殊性能以及其广泛的应用前景,因此受到了研究者的广泛关注.目前的研究多集中于压电薄膜和涂层的二维问题,本文针对双层压电材料轴对称问题进行了研究.首先,建立了压电涂层-压电层-均匀导电半空间结构的理论计算模型;其次,利用Hankel积分变换技术将此结构的数学模型转化为积分表达式,继而得到双层压电材料的轴对称问题的表面位移场;最后,通过数值方法分别得到压电材料在集中荷载和轴对称均布荷载作用下的表面位移分布规律.文中通过假设均匀导电半空间上表面黏附两层具有不同材料性能的均匀压电层,主要分析了双层压电材料上表面作用集中荷载和轴对称均布荷载时的表面位移的分布规律.通过改变双层压电结构中的弹性系数、压电系数和介电常数,分析材料参数的变化对表面位移分布规律的影响.本文的主要研究结果如下:(1)建立了压电涂层-压电层-均匀导电半空间结构在轴对称荷载作用下的基本解,该基本解将以积分形式给出双层压电结构表面位移场.这一结果为进一步研究双层压电材料的轴对称接触问题提供理论基础.(2)通过分析集中荷载和轴对称均布荷载作用下的表面位移分布规律,发现双层压电材料中涂层材料的弹性系数、压电系数和介电常数的改变对表面位移场产生重要影响.该结果将有助于我们通过改变材料参数来提高抵抗表面变形的能力. 收起<<

  • 【作者】

    韩楠楠 

  • 【学科专业】

    力学

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    内蒙古工业大学

  • 【导师姓名】

    刘铁军

  • 【学位年度】

    2014

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    压电材料%表面位移%Hankel变换及其逆变换