层合多孔结构的裂纹扩展规律研究

1

作者 许爽 邓庆田 +3 位作者 李旺斐 李新波 宋学力 温金鹏 《机械强度》 北大核心 2025年第2期28-36,共9页

基于六边形和内凹形两种基本构型,采用实验测试和有限元仿真的方法,对三点弯曲作用下层合多孔结构裂纹扩展规律进行了研究,讨论了胞元铺设方向的角度对层合多孔结构破坏形式、承载力和变形的影响。结果表明,双层模型的裂纹扩展路径会向... 基于六边形和内凹形两种基本构型,采用实验测试和有限元仿真的方法,对三点弯曲作用下层合多孔结构裂纹扩展规律进行了研究,讨论了胞元铺设方向的角度对层合多孔结构破坏形式、承载力和变形的影响。结果表明,双层模型的裂纹扩展路径会向裂纹扩展抑制能力较弱层的裂纹扩展路径偏转;强度低的一侧会发生更大的变形,从而导致模型向强度高的一侧偏转;在一些角度组合下,双层模型承载力和韧性相较于对应的单层模型有明显提升。 展开更多

关键词 层合多孔结构 三点弯曲实验 裂纹扩展 聚乳酸材料

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基于增材制造技术的力学专业人才实验能力提升探索

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作者 邓庆田 李新波 商泽进 《力学与实践》 2024年第3期649-655,共7页

增材制造技术经过10余年的快速发展,已经在工业制造、结构设计、产品研发和高等教育等领域逐渐发挥重要作用,为高校培养创新型和研究型实验人才提供了有力的支撑,而如何将前沿技术应用于人才培养也始终是高校的关注点。本文总结了国内... 增材制造技术经过10余年的快速发展,已经在工业制造、结构设计、产品研发和高等教育等领域逐渐发挥重要作用,为高校培养创新型和研究型实验人才提供了有力的支撑,而如何将前沿技术应用于人才培养也始终是高校的关注点。本文总结了国内有关高校利用增材制造技术对本科生实验能力提升的探索,结合长安大学力学专业人才创新实验能力培养模式,分析了增材制造技术在创新实验教学中发挥的积极作用,为探索将现代加工制造技术应用于高校工科专业人才创新实践教学提供了思路。 展开更多

关键词 增材制造技术 力学专业 实验能力 创新实践教学

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二维多孔结构剪切变形及破坏特性研究

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作者 张祖蔚 张晨帆 +3 位作者 邓庆田 杨智春 李新波 温金鹏 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期301-311,共11页

基于理论建模、有限元仿真和实验测试研究了二维多孔结构剪切变形及破坏特性,分析几何参数改变对整体抗剪性能的影响。通过有限元仿真获取剪切变形规律,采用框架剪切夹具进行剪切实验,与有限元仿真结果进行对比分析。结果表明:剪切变形... 基于理论建模、有限元仿真和实验测试研究了二维多孔结构剪切变形及破坏特性,分析几何参数改变对整体抗剪性能的影响。通过有限元仿真获取剪切变形规律,采用框架剪切夹具进行剪切实验,与有限元仿真结果进行对比分析。结果表明:剪切变形破坏主要为靠近结点处单元胞壁的拉伸破坏与剪切破坏,损伤从结构边缘向内部渐进扩展。单元胞尺寸、壁厚对结构的剪切性能有明显影响,厚度与排列角度对剪切性能影响较小;在正六边形、内凹型和半凹型多孔结构中,正六边形的二维多孔结构的抗剪性能最好。 展开更多

关键词 二维多孔结构 抗剪切性能 几何参数 破坏特性

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层合多孔结构拉剪力学行为分析

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作者 李旺斐 邓庆田 +3 位作者 许爽 李新波 宋学力 温金鹏 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期208-223,共16页

基于层合多孔拉剪结构,考虑孔隙率、胞元铺设角度、胞元孔型及复合层数对结构承载力和稳定性的影响,通过实验和有限元仿真计算研究了平面多孔结构的力学性能和破坏形式。结果表明,孔隙率越小,单双层结构抗拉剪性能越大,双层模型增强幅... 基于层合多孔拉剪结构,考虑孔隙率、胞元铺设角度、胞元孔型及复合层数对结构承载力和稳定性的影响,通过实验和有限元仿真计算研究了平面多孔结构的力学性能和破坏形式。结果表明,孔隙率越小,单双层结构抗拉剪性能越大,双层模型增强幅度也越大;多孔结构胞元铺设角度为15°时具有更好的塑性变形和抗拉剪性能;正六边形孔型的塑性变形较好,正方形孔型的抗拉剪力较强;多层结构可以增强抗拉剪强度,层合多孔结构裂纹由单层模型发生脆性断裂的裂纹耦合而成。 展开更多

关键词 层合结构 多孔结构 PLA材料 拉剪试验

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腹板开孔薄壁工字梁准静态压缩力学行为及稳定性分析

5

作者 田新宇 邓庆田 +2 位作者 李新波 王国圣 宋学力 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期550-558,共9页

对蜂窝、内凹和椭圆构型腹板开孔薄壁工字梁在准静态单轴压缩作用下的力学行为及稳定性进行了实验和有限元仿真研究。通过对比实验和有限元仿真的结果,验证有限元仿真的可靠性。基于实验结果和有限元仿真结果,分析了不同构型腹板开孔薄... 对蜂窝、内凹和椭圆构型腹板开孔薄壁工字梁在准静态单轴压缩作用下的力学行为及稳定性进行了实验和有限元仿真研究。通过对比实验和有限元仿真的结果,验证有限元仿真的可靠性。基于实验结果和有限元仿真结果,分析了不同构型腹板开孔薄壁工字梁的最大承载力、弹性模量和破坏机制,得出孔型对腹板开孔薄壁工字梁压缩失稳的影响规律。研究表明,孔到翼缘的距离越大结构稳定性越好,稳定性较好的腹板开孔薄壁工字梁压缩失稳的位置出现在两孔之间,同时内凹构型相比蜂窝和椭圆构型腹板开孔薄壁工字梁具有更好的稳定性。 展开更多

关键词 多孔梁 稳定性 承载能力 弹性模量 失稳特点

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加筋曲板结构抗弯承载能力分析

6

作者 辛雨柯 邓庆田 +1 位作者 宋学力 李新波 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期189-198,共10页

将正方、蜂窝和内凹加筋构型引入热塑性聚乳酸曲板结构,在三点弯曲工况下,通过实验测试和仿真计算研究了加筋构型、弯曲程度和内外侧加筋方式对其抗弯承载能力的影响,并对实验和仿真结果进行了对比分析。结果表明,不同加筋构型的热塑性... 将正方、蜂窝和内凹加筋构型引入热塑性聚乳酸曲板结构,在三点弯曲工况下,通过实验测试和仿真计算研究了加筋构型、弯曲程度和内外侧加筋方式对其抗弯承载能力的影响,并对实验和仿真结果进行了对比分析。结果表明,不同加筋构型的热塑性聚乳酸加筋曲板结构的抗弯承载能力存在一定差异,负泊松比内凹构型有助于结构承载和抗裂,但主要影响线弹性阶段,在塑性屈服阶段蜂窝构型抗断裂能力更好。结构的抗弯承载能力与其弯曲程度成反比。改变蜂窝构型和内凹构型的胞元内角度能够提升结构承载能力。采用外侧加筋方式的结果优于内侧加筋方式,两者的最大应力均位于各自的面板层。 展开更多

关键词 加筋曲板结构 负泊松比 三点弯曲 有限元仿真 承载能力

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多级加筋面板受力行为分析及优化

7

作者 严嘉伟 邓庆田 +1 位作者 李新波 温金鹏 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期387-400,共14页

采用三点弯曲实验和有限元仿真方法,对多级加筋面板的变形和破坏进行分析.引入正六边形和内凹六边形两种加筋模式,将具有不同横纵向加筋肋壁厚、圆弧倒角优化的直角边界及二级加筋结构的加筋面板作为研究对象,分析在给定加筋面板几何参... 采用三点弯曲实验和有限元仿真方法,对多级加筋面板的变形和破坏进行分析.引入正六边形和内凹六边形两种加筋模式,将具有不同横纵向加筋肋壁厚、圆弧倒角优化的直角边界及二级加筋结构的加筋面板作为研究对象,分析在给定加筋面板几何参数的情况下,横纵向加筋肋壁厚、圆弧倒角优化处理、二级加筋结构对加筋面板结构强度和力学行为的影响.研究表明,加筋面板结构强度随着横纵向加筋肋壁厚的增加而增加,纵向加筋肋壁厚对加筋面板结构影响较大;内凹六边形加筋模式较正六边形加筋模式的加筋面板承载力高;圆弧倒角优化后可以明显改善边角处的应力集中现象、提升加筋面板的结构强度;二级加筋面板的承载能力得到明显提升,且次级加筋层胞元为内凹六边形时提升效果最明显. 展开更多

关键词 多级加筋面板 横纵向加筋肋壁厚 承载能力 圆弧倒角优化

原文传递

含预制缺陷PLA蜂窝加筋结构承载力分析

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作者 辛雨柯 邓庆田 +2 位作者 宋学力 李新波 温金鹏 《装备环境工程》 CAS 2024年第1期26-34,共9页

目的 分析不同加筋构型及预制缺陷形式对蜂窝加筋结构抗弯承载能力的影响。方法 以热塑性PLA为基材,通过增材制造技术,制备含预制缺陷蜂窝加筋结构试件,考虑缺陷的长度、数量、深度、方向等因素,采用三点弯曲实验方式,并结合有限元仿真... 目的 分析不同加筋构型及预制缺陷形式对蜂窝加筋结构抗弯承载能力的影响。方法 以热塑性PLA为基材,通过增材制造技术,制备含预制缺陷蜂窝加筋结构试件,考虑缺陷的长度、数量、深度、方向等因素,采用三点弯曲实验方式,并结合有限元仿真结果进行综合分析。结果 实验得到了结构的位移-荷载关系及破坏情况。线弹性变形阶段,实验与仿真拟合良好,该阶段内,六边构型PLA蜂窝加筋曲板结构承载能力整体优于正六边结构,但后者在后屈曲阶段的残余承载能力更好,且更不易发生断裂。相较于缺陷长度,缺陷深度和缺损肋壁数量对结构承载力的影响更为显著。缺陷方向越趋近宽度方向,结构承载能力越低。结论 实际工程中,应尽可能避免结构中间承载位置处横向加筋肋壁出现缺损,并充分利用正六边与内六边构型蜂窝加筋结构各自的承载优点。 展开更多

关键词 聚乳酸 多孔蜂窝结构 加筋板 预制缺陷 承载力

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模块化多孔结构的变形模式及吸能特性

9

作者 黄巧巧 邓庆田 +1 位作者 李新波 陈丽 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期77-88,共12页

模块化多孔结构相较于传统一体式结构能够更加灵活地满足装配需求,研究其变形模式和吸能特性,可为多孔结构在工程中的应用提供新思路。选用具有正泊松比效应的正六边形和具有负泊松比效应的内凹形作为模块化多孔结构的填充单元,共设计了... 模块化多孔结构相较于传统一体式结构能够更加灵活地满足装配需求,研究其变形模式和吸能特性,可为多孔结构在工程中的应用提供新思路。选用具有正泊松比效应的正六边形和具有负泊松比效应的内凹形作为模块化多孔结构的填充单元,共设计了8种结构,并进行了准静态压缩实验。实验结果与有限元模拟计算结果吻合良好。研究发现:不同填充方式的结构具有不同的变形模式,其中正六边形填充表现出明显的剪切破坏带,交替填充能较好地保持单元的初始形状;2层填充多孔结构的压缩力峰值均大于3层填充结构,2层结构的比吸能也大于对应的3层填充结构;正六边形填充结构的总吸能、平均压缩力和比吸能在4种填充方式中均最小;内凹形填充结构的总吸能和平均压缩力均最大,且其比吸能保持在稳定且较高的水平。 展开更多

关键词 模块化 多孔结构 负泊松比 正泊松比 变形模式 吸能特性

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内凹蜂窝圆柱壳结构的轴向变形分析

10

作者 马南芳 邓庆田 温金鹏 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1052-1058,共7页

基于平面内凹蜂窝理论建立了曲面内凹蜂窝圆柱壳模型,研究了曲面内凹蜂窝单元在轴向受力下的变形。利用能量法得到了单元在轴向受力下的变形表达式,根据变形表达式得到单元弹性模量。考虑了内凹蜂窝单元的轴向高度、径向宽度以及单元杆... 基于平面内凹蜂窝理论建立了曲面内凹蜂窝圆柱壳模型,研究了曲面内凹蜂窝单元在轴向受力下的变形。利用能量法得到了单元在轴向受力下的变形表达式,根据变形表达式得到单元弹性模量。考虑了内凹蜂窝单元的轴向高度、径向宽度以及单元杆件的高宽比对弹性模量的影响。对以上参数进行了理论计算与有限元仿真,将所得结果进行对比与分析,可以得到以下结论:内凹蜂窝圆柱壳在轴向受力下弹性模量随单元轴向高度和杆件高宽比的增大而增大,随单元径向宽度增大而减小。 展开更多

关键词 内凹蜂窝 圆柱壳 椭圆曲杆 轴向变形 弹性模量

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导波在多损伤板结构中的散射 被引量：7

11

作者 邓庆田 杨智春 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期40-43,共4页

对导波在含有单个损伤和两处损伤的板结构中时形成的散射波场进行了理论分析,利用附加Bessel理论推导了含两处损伤板的结构中任意一点处的叠加散射位移场。通过数值计算对比了含单损伤板和含两处损伤板以及两处损伤的相对位置变化时散... 对导波在含有单个损伤和两处损伤的板结构中时形成的散射波场进行了理论分析,利用附加Bessel理论推导了含两处损伤板的结构中任意一点处的叠加散射位移场。通过数值计算对比了含单损伤板和含两处损伤板以及两处损伤的相对位置变化时散射位移场在损伤周围的分布情况,得到的分析结果是进一步进行多损伤板结构健康监测的基础。 展开更多

关键词 导波 多损伤 板结构 散射

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压电圆柱曲杆中波的传播 被引量：3

12

作者 邓庆田 罗松南 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期76-78,94,共4页

通过在正交曲线坐标系中建立弹性波在压电圆柱曲杆中传播的控制方程,结合给定的侧面边界条件,求得波在压电圆柱曲杆中传播的前三阶频散关系和位移与电势在横截面上的分布情况。通过实例计算,分析了曲杆的曲率半径对频散关系和位移电势... 通过在正交曲线坐标系中建立弹性波在压电圆柱曲杆中传播的控制方程,结合给定的侧面边界条件,求得波在压电圆柱曲杆中传播的前三阶频散关系和位移与电势在横截面上的分布情况。通过实例计算,分析了曲杆的曲率半径对频散关系和位移电势分布的影响。 展开更多

关键词 压电圆柱曲杆 正交曲线坐标系 频散关系 位移与电势的径向分布

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压电层合圆杆中的几何非线性波 被引量：1

13

作者 邓庆田 罗松南 +1 位作者 彭亮 王立喆 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期519-523,共5页

利用有限变形理论,导出了描述压电层合杆中几何非线性波的传播方程。在端部作用有限振幅位移函数的边界条件下,用逐步近似法对位移函数进行了假设,推导出了一维压电杆中位移函数与电势函数之间的关系式,并应用变动参数法求解了变换得到... 利用有限变形理论,导出了描述压电层合杆中几何非线性波的传播方程。在端部作用有限振幅位移函数的边界条件下,用逐步近似法对位移函数进行了假设,推导出了一维压电杆中位移函数与电势函数之间的关系式,并应用变动参数法求解了变换得到的非齐次波动方程,得到了位移和电势的响应。数值分析表明:初始频率的改变对位移和电势的非线性特性影响不大;而初始振幅的增加会使非线性波形畸变特性明显增强。 展开更多

关键词 有限变形 压电层合杆 非线性波

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圆截面压电曲杆在冲击载荷作用下的动力响应

14

作者 邓庆田 罗松南 彭亮 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期72-76,共5页

对三维压电圆截面曲杆受到冲击荷载时的动力响应进行了研究.在正交曲线坐标系中建立了压电圆环形曲杆中波传播的空间运动方程.通过Fourier级数展开对冲击应力进行模拟,结合已得到的频散关系和边界条件求出径向位移响应的波幅系数,再通... 对三维压电圆截面曲杆受到冲击荷载时的动力响应进行了研究.在正交曲线坐标系中建立了压电圆环形曲杆中波传播的空间运动方程.通过Fourier级数展开对冲击应力进行模拟,结合已得到的频散关系和边界条件求出径向位移响应的波幅系数,再通过频散方程确定了各位移电势幅值系数之间的关系,得到曲杆受冲击荷载作用下的波幅系数.应用本构关系得到所需的应力、电势及位移响应. 展开更多

关键词 压电材料 三维曲杆 冲击 波传播 动力响应

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基于“新工科”理念的理工基础学科实验教学改革设计 被引量：38

15

作者 商泽进 邓庆田 +1 位作者 李新波 阮苗 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2019年第9期149-150,168,共3页

面向交通运输一流学科和相关新工科专业建设,从实验理论教学、实验平台建设、高水平实验师资队伍培育以及实验管理保障建设等方面进行改革,提出了与之相适应的"泛理工基础学科实验教学体系"设计思路,探索了基于"新工科&q... 面向交通运输一流学科和相关新工科专业建设,从实验理论教学、实验平台建设、高水平实验师资队伍培育以及实验管理保障建设等方面进行改革,提出了与之相适应的"泛理工基础学科实验教学体系"设计思路,探索了基于"新工科"理念深化基础学科实验教学改革的新路。 展开更多

关键词 新工科 理工基础学科 实验教学改革

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负泊松比材料与结构的力学性能研究及应用 被引量：73

16

作者 杨智春 邓庆田 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期335-350,共16页

本文综述了负泊松比材料与结构研究的发展过程,包括负泊松比材料拉伸膨胀理论研究、天然和人工制备负泊松比材料与结构的力学性能研究、负泊松比材料与结构的制备以及其在各个领域的广泛应用,并对未来负泊松比材料与结构的力学性能研究... 本文综述了负泊松比材料与结构研究的发展过程,包括负泊松比材料拉伸膨胀理论研究、天然和人工制备负泊松比材料与结构的力学性能研究、负泊松比材料与结构的制备以及其在各个领域的广泛应用,并对未来负泊松比材料与结构的力学性能研究及应用进行了展望. 展开更多

关键词 负泊松比材料 力学性能 多孔材料 拉伸膨胀

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带压电层圆柱形杆中波的传播 被引量：3

17

作者 罗松南 邓庆田 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期74-77,共4页

基于Hamilton原理的矩阵形式,得到带压电层圆柱形杆中波传播的基本方程式;采用幂级数的不同幂次近似方法表达杆件中的位移函数;通过变分求得特征方程式;进而求得弹性简谐波在带压电层的圆柱杆件中传播时的频散关系和位移场.通过实例计算... 基于Hamilton原理的矩阵形式,得到带压电层圆柱形杆中波传播的基本方程式;采用幂级数的不同幂次近似方法表达杆件中的位移函数;通过变分求得特征方程式;进而求得弹性简谐波在带压电层的圆柱杆件中传播时的频散关系和位移场.通过实例计算,得到了压电圆柱杆件中波传播的频散关系,讨论了压电层对波传播的影响.计算结果表明,这种方法能够得到较好的收敛结果. 展开更多

关键词 压电 圆柱形杆 波传播

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纵向脉冲作用下压电层合杆的动力分析 被引量：1

18

作者 彭亮 罗松南 邓庆田 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期401-405,共5页

利用波动理论对自由端受瞬时纵向冲击力作用下的压电层合杆进行了动力分析,在截面平面假设下,建立了力电耦合下层合杆的波动方程;用Laplace变换方法对波动方程式进行求解,求得了位移和电势的解析表达式;给出了杆内不同时间段的位移场和... 利用波动理论对自由端受瞬时纵向冲击力作用下的压电层合杆进行了动力分析,在截面平面假设下,建立了力电耦合下层合杆的波动方程;用Laplace变换方法对波动方程式进行求解,求得了位移和电势的解析表达式;给出了杆内不同时间段的位移场和电势场的传播规律以及它们之间的关系,讨论了弹性模量以及弹性层和压电层厚度比对波场传播速度、位移及电势的影响。计算结果表明:杆中电势沿高度方向为线性分布,纵向脉冲传播的速度随弹性模量的增大而增加,但随压电层的厚度增加而减小。 展开更多

关键词 压电材料 层合杆 脉冲荷载 LAPLACE变换 动力分析

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具任意脱层压电弹性层合梁的谐响应分析

19

作者 罗松南 王立喆 +1 位作者 邓庆田 彭亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期63-67,共5页

基于Timoshenko梁理论,考虑剪切变形和力电耦合效应,对压电弹性层合脱层梁进行了分区处理,可方便地描述脱层长度和脱层位置,建立了弯曲波在梁中传播的基本方程式;通过长波情况下的电势分布简化,考虑无外加电压时,对该类悬臂梁进行了求... 基于Timoshenko梁理论,考虑剪切变形和力电耦合效应,对压电弹性层合脱层梁进行了分区处理,可方便地描述脱层长度和脱层位置,建立了弯曲波在梁中传播的基本方程式;通过长波情况下的电势分布简化,考虑无外加电压时,对该类悬臂梁进行了求解分析。给出了梁的频散关系,得到了各位移分量和电势的解析解,分析了脱层参数对位移和电势的影响规律。 展开更多

关键词 压电层合梁 脱层 频散关系 谐响应分析

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基于高阶剪切理论的脱层压电梁谐响应分析

20

作者 罗松南 王立喆 邓庆田 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期206-212,共7页

基于Timoshenko梁理论,对位移函数进行了高阶剪切变形模式假设,考虑剪切变形和力电耦合效应,并对压电弹性层合脱层梁进行了分区处理,可方便地描述脱层长度和脱层位置,建立了弯曲波在梁中传播的基本方程式;通过长波情况下的电势分布简化... 基于Timoshenko梁理论,对位移函数进行了高阶剪切变形模式假设,考虑剪切变形和力电耦合效应,并对压电弹性层合脱层梁进行了分区处理,可方便地描述脱层长度和脱层位置,建立了弯曲波在梁中传播的基本方程式;通过长波情况下的电势分布简化,考虑无外加电压时,对该类悬臂梁进行了求解分析。给出了梁的频散关系,得到了各位移分量和电势的解析解,分析了脱层参数对位移和电势的影响规律。 展开更多

关键词 高阶剪切变形理论 压电层合梁 脱层 频散关系 谐响应分析

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