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文檔簡介
1、上世紀(jì)五六十年代,人們開始研究彈性系統(tǒng)的動力穩(wěn)定性問題。實(shí)際上,當(dāng)外力為非保守力時,即使研究彈性系統(tǒng)的平衡穩(wěn)定性問題,也必須從動力學(xué)的觀點(diǎn)來討論,必須考慮系統(tǒng)的慣性性質(zhì)。Beck桿即是比較有代表性的此類結(jié)構(gòu)之一。對于壓電智能梁的研究在上世紀(jì)末也已得到人們的廣泛關(guān)注。如何利用壓電材料來提高非保守力作用下的桿梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,把二者結(jié)合起來作為研究的方向,具有一定的新意。本文分別分析了帶有壓電層等截面Beck桿和帶有壓電層變截面Beck桿的動
2、力特性。提出一種利用壓電材料來提高Beck桿穩(wěn)定性的方法,分析了利用壓電材料提高:Beck桿穩(wěn)定性的可行性。 主要工作包括以下內(nèi)容: 首先,闡述了壓電材料的基本知識,介紹了壓電本構(gòu)方程,壓電材料的特性,重要性能參數(shù),以及使用時應(yīng)注意的問題等;介紹了第三章和第五章建立模型時用到的相關(guān)基礎(chǔ)知識。 其次,研究了壓電層合等截面Beck桿的穩(wěn)定性及其他動力特性問題。建立壓電層合等截面Beck桿的分段運(yùn)動微分方程,利用解析法
3、,得到特征矩陣,通過求解特征矩陣得出頻率等各個相關(guān)量的關(guān)系;分析了軸向壓力,末端質(zhì)量塊等與隨從力臨界值及軸向力臨界值之間的變化關(guān)系,得出軸向壓力對Beck桿前三階頻率,對顫振失穩(wěn)臨界值有不同程度的影響;壓電片,增加壓電片長度,改變壓電片位置以及提高壓電片施加電壓對Beck桿穩(wěn)定性有不同程度的提高作用;壓電片長度與效率的關(guān)系。 第三,研究了壓電層合變截面Beck桿的穩(wěn)定性及其它動力特性問題。建立帶有壓電層合變截面Beck桿的分段方
4、程;利用微分求積法,得到特征矩陣,通過求解特征矩陣得出頻率等各個相關(guān)量的關(guān)系;分析了變厚度比,質(zhì)量比,無量綱軸向壓力及壓電片施加電壓對Beck桿的顫振失穩(wěn)臨界力和發(fā)散失穩(wěn)臨界力的變化關(guān)系,得出結(jié)論除第三章部分結(jié)論外,還包括:厚度比的變化對變截面Beck桿前三階頻率,無量綱隨從力臨界值,無量綱軸向力臨界值有一定的影響;質(zhì)量比的變化對前三階頻率,隨從力臨界值,及其他動力特性的影響;壓電片長度,位置,以及加載電壓對變截面Beck桿的穩(wěn)定性不同
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