功能梯度壓電層合復(fù)合材料圓柱殼體表面局部分層非線性屈曲.pdf

1、功能梯度壓電材料既具有功能梯度材料的特性,又可以通過壓電層實(shí)現(xiàn)感應(yīng)和控制,在航空航天、傳感器和主動(dòng)控制等方面有很好的應(yīng)用價(jià)值。由于制造工藝的缺陷或者使用過程中受到?jīng)_擊,功能梯度壓電層合復(fù)合材料內(nèi)部不可避免的會(huì)出現(xiàn)損傷。分層是較為普遍和嚴(yán)重的損傷行為。當(dāng)功能梯度壓電層合復(fù)合材料圓柱殼體整體結(jié)構(gòu)受到的荷載達(dá)到臨界值時(shí),表面分層會(huì)引起殼體的局部屈曲甚至擴(kuò)展,使殼體的強(qiáng)度和剛度明顯下降,進(jìn)而引起結(jié)構(gòu)的整體破壞。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,考慮溫度變

2、化對(duì)材料性質(zhì)的影響,應(yīng)用層合板殼理論和最小勢(shì)能原理,推導(dǎo)出功能梯度壓電材料層合圓柱殼體的總勢(shì)能表達(dá)式和屈曲控制方程,研究了在溫度荷載和電場(chǎng)作用下,軸向受壓的功能梯度壓電層合圓柱殼體表面子層發(fā)生屈曲的臨界應(yīng)變。為更好的反映工程實(shí)際,在分析子層殼屈曲時(shí),考慮了面內(nèi)橫向位移。計(jì)算結(jié)果表明,功能梯度壓電材料層合殼體母層殼的鋪層形式和中面半徑、子層殼的形狀和方位角、電場(chǎng)強(qiáng)度和溫度變化對(duì)屈曲臨界應(yīng)變有明顯的影響,母層殼徑厚比增大、溫度變化增大或徑向