压电材料与结构的广义阻抗与阻抗匹配的实验和理论研究

项目名称： 压电材料与结构的广义阻抗与阻抗匹配的实验和理论研究

项目编号： No.10972083

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 李国清

作者单位： 华中科技大学

项目金额： 40万元

中文摘要： 压电材料与结构的非线性动力学问题，是关系到智能结构功能与效率以及可靠性的基础问题。先研究孤立的压电复合板和壳，以样条函数表达力电场在边界上的空间分布，建立压电单元边界上输入作用与输出效应之间的联系，提出表征压电力电耦合之广义阻抗的定义和测量方法；并由PZT/PVDF制成实验单元加以实验验证。其次，设计实验模型模拟压电单元与结构连接处非线性位移边界条件，用有限元法和半解析法求解实验模型的非线性动力解，研究非线性结构效应下的广义阻抗，重点研究单元与结构交界面的力电耦合相互作用，建立单元与结构之间的阻抗匹配方程。最后研究含分布压电单元的智能结构，以实测非线性结构响应下的阻抗作为子模型，联立求解由压电单元阻抗、结构阻抗和阻抗匹配方程组成的方程组。用"黑箱"方法研究以广义阻抗代表多因素非线性压电单元的可行性；用反复增频实验的方法研究高频阻抗，探索一条具有普遍意义的压电材料与结构非线性动力学分析方法。

中文关键词： 压电智能结构；阻抗矩阵；传递函数矩阵；动力系统的模型和方法；智能控制

英文摘要：

英文关键词： Smart piezoelectric structures；impedance matrix；transfer function matrix；methodology and modeling；intelligent control