热机电耦合压电层合曲壳结构的动力学特征及控制机理研究

项目名称： 热机电耦合压电层合曲壳结构的动力学特征及控制机理研究

项目编号： No.11172192

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 姚林泉

作者单位： 苏州大学

项目金额： 55万元

中文摘要： 压电智能结构已被广泛应用于航空、航天、机器人、精密仪器、医疗器械、微电子等领域。随着使用环境和精度的更高要求，多场耦合下对压电层合曲壳结构的深入研究具有深远的理论意义和应用前景。为充分体现分片压电层合结构的特点，本项目首先将根据非线性动力学Hellinger-Reissner广义变分原理，利用杂交应力实体壳单元，构造克服各种自锁现象的高性能实壳单元和压电单元，对分片铺设压电层合曲壳结构进行离散，得到非线性动力系统的有限元方程。其次，确定各参数（电场、温度场、外载、材料、压电片布置、几何等）对结构弯曲、屈曲、振动等力学行为的影响规律、适应范围和依赖关系。最后，从整体结构考虑利用最优化算法和独立模态控制，研究阵列式压电布局优化设计及多点输入输出的多模态控制，达到对结构的形变、振动及稳定性的最佳控制，为分片铺设压电层合曲壳类智能结构的动力学特征和自动控制机理提供有效的分析手段和数值方法。

中文关键词： 力-电-热-机耦合；压电层合壳；实体壳单元；无网格法；微纳米力学

英文摘要：

英文关键词： piezothermoelastic coupling；Piezoelectric laminated shell；Solid shell element；Meshless method；Micro/nanomechanics