【摘 要】
：
智能可变形结构能感知周围环境的变化并做出适当的反应,其主要原理是利用智能材料层产生应变以达到驱动主体结构发生变形.含有智能材料压电纤维MFC的双稳态复合材料层合板可以通过智能驱动实时调整主体结构的形状,实现稳态构型之间的跳变.论文对中心点固支的MFC压电智能驱动双稳态复合材料层合板的稳态构型、跳变规律及其影响因素进行了系统地研究.研究内容主要包括:含MFC的双稳态层合板的稳态构型、分叉行为和驱动跳变分析.利用理论模型分析了层合板的长宽比、厚度尺寸、铺层方式和MFC粘贴位置对双稳态板分叉行为的影响,并预测了
【机 构】
：
北京信息科技大学机电工程学院,北京,100192;北京工业大学材料与制造学部,北京,100124
论文部分内容阅读
智能可变形结构能感知周围环境的变化并做出适当的反应,其主要原理是利用智能材料层产生应变以达到驱动主体结构发生变形.含有智能材料压电纤维MFC的双稳态复合材料层合板可以通过智能驱动实时调整主体结构的形状,实现稳态构型之间的跳变.论文对中心点固支的MFC压电智能驱动双稳态复合材料层合板的稳态构型、跳变规律及其影响因素进行了系统地研究.研究内容主要包括:含MFC的双稳态层合板的稳态构型、分叉行为和驱动跳变分析.利用理论模型分析了层合板的长宽比、厚度尺寸、铺层方式和MFC粘贴位置对双稳态板分叉行为的影响,并预测了双稳态层合板的临界尺寸以及驱动跳变的临界电压.双稳态板的跳变是一个大变形的非线性行为,实现和控制跳变行为的研究是其应用的基础.论文的研究结果为新型压电材料驱动双稳态板的结构设计提供了一定的理论参考.
其他文献
复合材料内部的异质严重影响着材料整体的力学性能,研究基体材料由于不规则形状的异质而引发的弹性扰动场对于开发和设计复合材料有着非常重要的作用.论文就任意形状异质夹杂在受到远端均匀载荷和均匀本征应变作用下的弹性扰动场问题展开研究,其中夹杂和基体的材料不同但具有相同的剪切模量.首先利用等效理论将远端均匀荷载的作用转化为等效均匀本征应变的作用,再利用K-M势函数表达扰动场问题的界面连续条件;然后借助于黎曼映射定理,用洛朗多项式将平面光滑闭合曲线外部区域映射到单位圆外部区域,利用柯西积分公式和Faber多项式求解了
聚合物一般由随机分布的大分子链组成,分子链的取向显著影响聚合物的力学和物理性能.本文通过数据驱动方法,建立了聚合物分子链微结构-力学性能关系.使用有限元方法建立了两种分子链的随机微结构模型并得到了其力学性能.基于微结构-力学性能关系建立数据集,以聚合物的随机分子链微结构为输入,以聚合物的弹性刚度为响应输出,进行数据驱动模型的训练和验证,得到了精度满意的微结构-力学性能关系的分析结果.结果表明,通过数据驱动方法研究聚合物的弹性刚度问题是可靠的.
热电材料可以将热能转化为电能,反之亦然,这一优良的性质将有助于研发更具成本效益的设备和器件.论文研究了刚性圆形压头作用在热电材料半平面的无摩擦接触问题.假定压头为电导体、热导体,且压头压入深度及与材料的接触区域宽度未知.首先求解电场和温度场,利用傅里叶变换得到了电势函数、温度、电流密度和能量通量的解析表达式.然后求解弹性场,利用积分变换和边界条件,将该热弹性接触问题转化为第一类奇异积分方程并数值求解.数值结果讨论了压头半径和热电载荷对法向接触应力、电流强度因子和能量通量强度因子的影响.结果表明,对于圆压头
基于岛-桥结构的柔性电子器件已被用于健康监测和皮肤电子等领域.但是柔性电子器件在工作中极易受工作温度变化等激励产生振动,进而影响器件的灵敏度与可靠性.因此论文研究在温度场作用下岛-桥结构屈曲薄膜的动力学问题.首先,基于Euler-Bernoulli梁理论,建立温度场作用下岛-桥结构屈曲薄膜的动力学控制方程.其次,通过引入新变量,将原动力学方程引入Hamilton体系中,得到相应的Hamilton正则方程.随后,采用辛Runge-Kutta方法求解该Hamilton正则方程,并与经典Runge-Kutta方
论文对316L不锈钢进行了单轴与多轴非比例路径下的应力控制棘轮试验,考察了应力幅值、平均应力和加载历程对棘轮特性的影响.同时进行了应变控制循环试验以研究材料的应力松弛特性.试验结果表明轴向棘轮效应在对称剪切荷载下效果明显,同时棘轮应变随应力幅值和平均应力的增加而增加.研究了 Chen-Jiao随动强化模型与Jiang-Sehitoglu随动强化模型采用的单轴与多轴参数对背应力分量增量方向的影响.基于试验结果,将Chen-Jiao模型中的多轴系数替换为界面饱和率,并在此基础上引入新的参数对塑性模量系数进行修
局部纵向屈曲是普遍存在于薄宽带材生产过程的板形缺陷,是屈曲研究的难点,精确的解析求解方法对局部纵向屈曲形成机理的研究和带材板形质量的提高具有重要意义.论文首先将任意位置的局部纵向屈曲分为带材边部和内部两类,然后采用辛弹性力学方法直接推导得到了局部纵向屈曲区域承受不同边界约束条件时的临界屈曲应力和屈曲挠度函数,最后将辛弹性力学求解结果与有限元方法和相关文献求解结果进行了对比.结果表明:辛弹性力学方法与有限元方法相比具有相同计算精度和更高的计算效率,辛弹性力学方法带材屈曲计算精度高于传统能量法;带材边界的约束
A locally resonant viscoelastic mass-spring cell is experimentally realized by a unit cell design fabricated by 3D printing.The standard linear solid model is introduced for the vis-coelastic metamaterial.The complex band structures of both viscoelastic u
风电机组塔架结构固有频率设计是风力发电结构体系设计的基础.针对风电机组新型钢混组合式塔架(“混塔”)结构固有频率传统理论计算和有限元法计算的不足,提出了基于BP神经网络算法进行频率预测的新方法.首先,利用有限元计算和分析,确定了训练模型的特征量和标签;然后,利用32个有限元计算样本,基于BP神经网络算法训练了可用于混塔结构频率分析的模型.经验证,该方法对混塔的一阶频率预测误差仅约为0.1％,具有很高的准确性;利用不同的样本集训练的模型也能快速准确预测混塔一阶频率,说明算法具有高度的稳定性;该方法还可用来预
In this paper,a tunable locally resonant metamaterial is proposed for low-frequency band gaps.The local resonator composed of two pairs of folded slender beams and a proof mass is designed based on the theory of compliant mechanism.The design optimization
The onset of dynamic friction plays an important role in the study of sliding inter-faces.Previously,the sliding precursors in the form of crack-like defects have been detected in experiments and their strain fields have been measured to be comparable to