导读:本文包含了压电复合材料层合板论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:压电晶片阵列,Lamb波,复合材料层合板,损伤检测
压电复合材料层合板论文文献综述
郭永跃[1]（2019）在《基于压电晶片阵列的复合材料层合板损伤检测研究》一文中研究指出作为现阶段广泛使用的结构在线损伤检测方案,基于Lamb波的结构健康监测技术能够适用于极小的损伤检测,如结构当中存在的分层、裂纹等,正是因为其所具有的上述优势,其已经成为学术界研究的热点技术。鉴于此,本研究系统研究了基于压电晶片阵列的复合材料层合板损伤检测,通过建模,系统阐述了合材料层合板损伤识别方法,希望通过本研究发挥抛砖引玉的作用,为为基于Lamb波的结构健康监测技术发展提供一定的理论参考。(本文来源于《装备维修技术》期刊2019年04期）
曲皓,李成,段玥晨,侯玉亮[2]（2019）在《碳纤维复合材料层合板损伤的压电阻抗法检测研究》一文中研究指出为了验证压电阻抗(Electro-Mechanical impedance,EMI)技术在复合材料结构无损检测中的适用性,搭建损伤检测实验平台,设置不同的工况,测量不同损伤状态下PZT的电导曲线。利用均方根偏差RMSD对电导曲线进行分析,得出了损伤程度、损伤位置与RMSD值之间的关系:损伤程度增大,PZT测得电导曲线的偏移量增大,体现为RMSD值增大;与损伤位置间距越小的PZT测得电导曲线的RMSD值越大。验证了压电阻抗法应用于复合材料结构的适用性,并利用损伤距离与RMSD值之间的关系进行初步定位实验,得到精度较高的定位拟合曲线。(本文来源于《机械科学与技术》期刊2019年01期）
刘大猛[3]（2017）在《压电纤维复合材料层合壳的非线性动力学研究》一文中研究指出随着航空航天事业的飞速发展和高新技术的应用,无人机应运而生,世界各国无论在军用还是民用领域都在大力开发和研究。纵观国外无人机(包括中、高空无人侦察机、无人作战飞机等),无一例外地大量使用了复合材料结构,有些已经是全复合材料结构,因此以复合材料为核心的无人机结构设计/制造技术是影响无人机发展的关键技术之一。压电纤维复合材料是一种新型压电复合材料,其优点在于具有较大的平面诱导应变,可定制的正交异性,并且抗破坏能力强,使用寿命长,能够产生较大的驱动力和输出位移,在振动控制、变形控制和颤振抑制等方面都有广泛的应用,是近年来的研究热点之一。本文以无人机机翼为研究背景,以压电纤维复合层合壳为研究对象,分析压电纤维复合材料机翼结构的非线性动力学特性,以及压电纤维对机翼结构动态稳定性的调控作用。由于无人机机翼展弦比的范围较广,本文将机翼分别简化为压电纤维复合材料悬壁中厚壳模型和薄壳模型。采用Reddy高阶剪切变形理论,考虑Von Karman几何大变形,通过Hamilton原理分别建立中厚壳和薄壳的非线性动力学方程。考虑结构悬壁形式的边界条件,选取合适的模态函数,通过Galerkin方法进行离散,然后运用数值方法研究了两种壳模型在具体参数条件下的非线性振动响应。论文的主要研究内容分为以下几个部分:(1)针对较小展弦比无人机机翼,简化为1-3型压电纤维复合材料悬壁中厚壳模型。基于Reddy高阶剪切变形理论、von Karman大变形理论和适用于中厚壳的几何关系,考虑边界条件,利用Hamilton原理建立了中厚壳受到横向载荷作用下的非线性动力学控制方程。(2)对中厚壳结构的非线性运动方程进行无量纲化,然后选取合适的模态函数,运用Galerkin方法进行二阶离散,得到中厚壳结构横向振动的非线性常微分方程。采用渐进摄动方法得到极坐标形式的平均方程。基于以上的分析,通过数值方法对中厚壳结构在不同参数下的动态响应进行模拟,得到了中厚壳结构的幅频响应曲线、分叉图、二维相图、叁维相图、波形图和庞加莱图。分析了外激励幅值对中厚壳结构非线性振动响应的影响,以及压电系数对中厚壳结构运动状态的调控作用。(3)针对较大展弦比无人机机翼,简化为3-3型压电纤维复合材料悬壁薄壳模型。基于Reddy高阶剪切变形理论、von Karman大变形理论和适用薄壳的几何关系,利用Hamilton原理建立了薄壳受到横向载荷作用下的非线性动力学控制方程。(4)对薄壳的非线性运动方程进行无量纲化,然后选取合适的模态函数,运用Galerkin方法进行离散,得到薄壳x和z两个方向两自由度的非线性常微分方程。根据上述方程,通过数值方法对薄壳结构在特定参数下进行模拟,得到了薄壳的分叉图、二维相图、叁维相图、波形图和庞加莱图。分析了外激励幅值对薄壳结构非线性振动响应的影响,以及电场强度对薄壳结构运动状态的调控作用。(本文来源于《北京工业大学》期刊2017-04-01）
刘大猛,郭翔鹰[4]（2017）在《压电纤维复合材料层合壳的非线性动力学研究》一文中研究指出压电纤维复合材料(Macro Fiber Composite)是近几年兴起的一种新型压电复合材料,在振动控制、变形控制和颤振抑制等方面都有广泛的应用~([1])。压电纤维复合材料是由压电纤维粘贴于各种板壳结构表面复合而成的一种新型材料,它将压电纤维和电极以一定的方式排列在高分子聚合物的夹层中,结构主要由3部分组成:a.压电纤维层,其中压电纤维以平行的方式排列在一起;b.附有电极的高分子表层,电极材料为铜,以十指交叉的方式排列在高分子薄膜中,且电极丝与下层的压电纤维相互垂直;c.粘合材料,通常是环氧聚合物。它有寿命长、厚度薄、重量轻、韧性大和驱动力大等优点~([2])。压电纤维复合材料结构同时具有驱动和传感的性能特点,这引起了国内外众多学者的极大兴趣,对压电纤维材料结构的振动特性进行了大量研究。Panda等人~([3])研究了几何大变形下压电纤维增强复合材料功能梯度层合板的非线性动力学特性。Xia等~([4])基于高阶剪切变形板理论和大变形理论,分析了热环境下,表面粘结压电纤维增强复合材料驱动器的功能梯度材料板的非线性动态响应。Thinh等人~([5])研究了粘结有压电驱动器和传感器贴片的玻璃纤维/聚酯复合材料板的挠曲变形和振动响应控制。Sohn等人~([6])利用Donnell的壳理论和拉格朗日方程得到了带有压电纤维复合材料驱动器的智能材料壳结构的运动控制方程,并分析了壳体结构的动态特性。Shiyekar等~([7])基于高阶剪切变形理论,给出了双稳态情况下,压电纤维增强复合材料层合板结构振动响应的解析解。Mareishi等~([8])基于欧拉-伯努利梁理论和几何非线性理论,研究了在机械、热和电载荷共同作用下,表面粘合压电纤维增强复合材料层合梁的力学特性。李敏等人~([9])研究了压电驱动器控制翼面变形方面的静动态特性。Rafee等人~([10])基于一阶剪切变形板理论和几何大变形理论,研究了表面粘合压电驱动器的碳纳米管/纤维/聚合物复合材料板结构的非线性自由振动响应。学者们对压电材料在振动控制和结构优化等方面的应用也做了大量的研究。Sodano等人~([11])研究了可充气压电纤维复合材料结构的振动抑制和结构的动态状况监测,实验结果表明将压电纤维复合材料作为传感器和致动器可以抑制结构振动。李允等~([12])采用有限元方法研究了1-3型压电纤维复合材料结构参数对驱动性能的影响。Ray等人~([13]))利用压电纤维增强复合材料做阻尼层,研究了约束层和压电纤维取向对复合材料层合薄壳振动的影响。Choi等~([14])讨论了用压电纤维复合材料驱动器来抑制旋转复合材料薄壁梁的振动响应。侯志伟等~([2])研究了压电纤维复合材料的传感和驱动性能,并将其应用于梁的频响辨识和尾翼结构的减振,以及通过试验表明压电纤维复合材料有优良的传感和驱动元性能。赵国旗等~([15])有限元方法探讨了对叉指式压电纤维复合材料驱动器的结构优化。(本文来源于《北京力学会第二十叁届学术年会会议论文集》期刊2017-01-14）
郭永跃[5]（2016）在《基于压电晶片阵列的复合材料层合板损伤检测研究》一文中研究指出结构健康监测技术是一个内容涉及材料、力学、测控以及信息通信等多学科综合交叉的前沿研究方向,至今国内外围绕该技术已经进行了近20年的研究。先进的复合材料由于比强度和比刚度高等特点,可以达到减轻飞机结构的质量和提高飞机结构性能的目的,在飞机结构上的应用越来越多,因此其结构的可靠性和安全性是需要考虑的问题。复合材料在制造和使用过程中,不可避免的会受到不同程度的损伤,尤其是冲击和疲劳造成的基体开裂、内部分层和纤维断裂损伤等,这些损伤的不断累积,会大大降低飞机的安全性能,如果不能够及时的发现结构中可能存在的损伤,那么有可能造成灾难性的后果,所以对复合材料进行损伤监测研究显得极其重要。基于Lamb波的结构健康监测技术对结构中的裂纹和分层等小损伤比较敏感,被认为是目前比较有效的结构在线损伤监测方法,已经成为一个国际研究热点,并且具有广阔的应用前景。本文对基于压电晶片阵列的复合材料层合板损伤检测进行了研究,为基于Lamb波的主动结构健康技术在实际工程中的应用提供了一定的理论和应用基础。首先,对Lamb波的基础理论进行了研究,探讨了Lamb波在结构中的传播特性。介绍了压电传感器产生激励信号的原理,推导了压电晶片传感器与复合材料层合板表面之间的作用关系,得到了传感器等效的仿真模型。并对复合材料层合板的损伤建模方法进行了介绍。接着,详细地介绍了一套Lamb波在复合材料层合板中传播的有限元仿真方法。分别对复合材料层合板在无损和有损的条件下Lamb波的传播进行了有限元模拟,得到了Lamb波在结构中的传播过程,给出了传感器阵列所接收到的位移响应信号。分别对复合材料层合板在不同损伤情况下进行了损伤识别的仿真计算。最后,对传感器接收到的位移响应信号进行了数据处理,判断了结构中损伤的存在,并通过典型频域法的快速傅立叶变换对信号进行了处理,进一步验证了损伤的存在,并对复合材料层合板在不同损伤情况下得到的结果进行了比较分析。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-06-01）
刘大猛,郭翔鹰,张伟[6]（2016）在《压电纤维复合材料层合壳的非线性动力学研究》一文中研究指出可变翼无人机作为新型无人机,可以通过适当的变形而更加灵活的工作。而同时具有驱动和传感性能的压电纤维复合材料可以很好的应用在这种机翼上。但是,目前将压电纤维复合材料用在变形机翼结构设计中的研究还比较少。本文根据这种无缝变形机翼的特性,将其简化为一个压电纤维复合材料的中等厚度悬壁层合双曲壳模型。此壳为n层正交对称铺设的压电纤维复合材料层合壳,且在xy面的投影是一个矩形。压电纤维复合材料单层由压电纤维层、十指交叉型电极丝和粘合材料叁部分组成。根据这一模型,在建立动力学方程的过程中,充分考虑电场和力场的耦合关系,运用曲线坐标和直角坐标系之间的转换关系,基于Reddy叁阶剪切变形理论和von Karman大变形理论,利用Hamilton原理建立压电纤维复合材料层合壳的非线性偏微分运动控制方程。考虑横向激励作用,运用伽辽金法得到复合材料层合壳体的两个自由度的常微分形式的运动控制方程;考虑1:1内共振的情况,采用数值方法研究压电纤维复合材料层合壳的动力学特性,得到了压电纤维复合材料层合壳的平面相图、波形图、叁维相图和频谱图等,并分析压电效应对壳结构的非线性动力学行为的影响。(本文来源于《第十届动力学与控制学术会议摘要集》期刊2016-05-06）
杨佳慧,张伟,于天俊[7]（2016）在《复合材料压电层合悬臂板的非线性动力学研究》一文中研究指出本论文研究了同时承受横向简谐基础激励及压电激励的复合材料压电层合悬臂板的非线性动力学。基于Reddy的经典板理论及von Karman的大变形理论,运用Hamilton原理,建立了复合材料压电层合悬臂板的非线性偏微分方程。选取满足复合材料压电层合悬臂板边界条件的模态函数,利用Galerkin近似方法将非线性偏微分方程离散为四自由度常微分方程。借助MATLAB软件利用Runge-Kutta法对离散后的常微分动力学方程进行求解,得到复合材料压电层合悬臂板在横向基础激励及压电激励影响下的非线性振动四阶波形图、二维相图、叁维相图、庞加莱图和混沌分叉图。通过观察和分析得到的这些数值模拟结果,考察在不同条件下,基础激励及压电激励幅值对复合材料压电层合悬臂板的非线性动力学行为的影响。数值结果表明,改变横向基础激励的幅值,系统的响应经历了从周期→倍周期→混沌的过程,响应的幅值出现了跳跃。当系统的响应为混沌运动时,改变压电激励的幅值,可以控制复合材料压电层合悬臂板的振动从混沌→倍周期→周期→混沌,因此施加合适的压电激励,可以阻止系统通过倍周期分叉进入混沌运动,可使系统振动的幅值大幅度降低,并保持稳定。(本文来源于《第十届动力学与控制学术会议摘要集》期刊2016-05-06）
刘大猛,郭翔鹰[8]（2016）在《压电纤维复合材料层合壳的非线性动力学方程》一文中研究指出随着航天飞机和新型高速飞行器的飞速发展,各类新型的智能材料结构也就应运而生了。80年代末期以来,以美、日、德、英为代表的发达国家投入大量的人力、物力和财力,用于新型智能材料领域的研究与探索,使得智能材料结构的开发和应用有了长足的进展。我国智能材料结构在航空航天领域中的开发应用方面尚处于起步阶段,研究结果大部分集中在各种不同的智能材料特性的探索上,但对智能材料结构的应用研究还相对较少。压电纤维复合材料(Macro Fiber Composite)是近几年兴起的一种新型压电复合材料,是1996年由美国航空航天局(NASA)发明,随后由Smart Material公司生产进入了商业产品化。压电纤维复合材料(Macro Fiber Composite)是由压电纤维粘贴于各种板壳结构表面复合而成的一种新型材料,它将压电纤维和电极以一定的方式排列在高分子聚合物的夹层中。如图3所示,结构主要由3部分组成:a.压电纤维层,其中压电纤维以平行的方式排列在一起;b.附有电极的高分子表层,电极材料为铜,以十指交叉的方式排列在高分子薄膜中,且电极丝与下层的压电纤维相互垂直;c.粘合材料,通常是环氧聚合物。与传统的压电陶瓷相比,MFC有以下主要优点:(1)使用了高分子聚合物和大量的压电纤维,使得自身的强度有了很大的提高,不会出现脆性断裂,使用寿命长;(2)厚度薄、重量轻、韧性大,在对结构驱动和传感时,不仅不会降低结构本身的强度,而且对结构的改变更小;(3)十指交叉的电极排列方式使得电场方向沿着纤维的轴向铺盖了整个压电层,所以M FC有着更高的压电常数和机电耦合系数,能够产生更大的驱动力和输出位移。压电纤维复合材料结构同时具有驱动和传感的性能特点,这使得国内外众多力学专家和材料学者们产生极大兴趣。Sodano等人[1]采用压电纤维复合材料研究了可充气结构的振动抑制和结构的动态状况监测,实验结果表明压电纤维复合材料可以抑制结构振动。Ray等人[2]利用压电纤维增强复合材料做阻尼层,研究了复合材料层合薄壳的主动约束层阻尼,和压电纤维取向变化的影响。Choi等人[3]讨论了用压电纤维复合材料作驱动器来抑制旋转复合材料薄壁梁的振动响应。Panda等人[4]运用主动约束层理论研究了几何大变形下压电纤维增强复合材料功能梯度层合板的非线性动力学特性。Arnaud等人[5]采用有限元周期性均匀化手段,评估了压电纤维复合材料(MFC)传感器中活性层的均匀特性。Sohn等人[6]研究了压电纤维复合材料(MFC)驱动器的振动控制,得到了智能壳结构的运动控制方程,和壳体结构的动态特性。Shiyekar等人[7]基于高阶剪切变形理论,给出了双稳态情况下,压电纤维增强复合材料层合板结构振动响应的解析解。Mareishi等人[8]基于欧拉—伯努利梁理论和几何非线性理论,研究了在机械,热和电载荷共同作用下,表面粘合压电纤维增强复合材料层合梁的力学特性。李敏等人[9]对压电驱动器控制翼面变形方面的静动态特性做了综述。本文讨论的是压点纤维复合材料层合悬壁双曲壳。此壳一边为固支边,对其在xy面上的投影是一个矩形,长为a,宽为b。曲率半径分别为R1,R2,在?轴方向的厚度为h。壳内的任一点在曲线坐标系内的位移分别为u,v,w。横向载荷的大小为q?q0cos?t。对于压电纤维复合材料双曲壳而言,本文采用Reddy的叁阶剪切变形板壳理论描述位移场,且采用Reddy的几何非线性关系描述课题模型。Hamilton原理是分析力学中的一个基本且重要的变分原理,根据这一变分原理,可以从所有的可能发生的运动中确定真是发生的运动,因此只需要得到弹性体的能量表达式就可以建立动力学方程。也就是应用Hamilton原理建立方程可以很好的避免分析具体的力之间的相互作用,所以它经常用来建立连续弹性体的运动微分方程。本文就是将压电纤维复合材料层合壳的位移场、几何关系、本构方程等代入到Hamilton原理,建立了压电纤维复合材料层合壳的非线性动力学方程。(本文来源于《北京力学会第二十二届学术年会会议论文集》期刊2016-01-09）
张薇[9]（2013）在《功能梯度压电层合复合材料圆柱壳体表面局部分层非线性屈曲》一文中研究指出功能梯度压电材料既具有功能梯度材料的特性，又可以通过压电层实现感应和控制，在航空航天、传感器和主动控制等方面有很好的应用价值。由于制造工艺的缺陷或者使用过程中受到冲击，功能梯度压电层合复合材料内部不可避免的会出现损伤。分层是较为普遍和严重的损伤行为。当功能梯度压电层合复合材料圆柱壳体整体结构受到的荷载达到临界值时，表面分层会引起壳体的局部屈曲甚至扩展，使壳体的强度和刚度明显下降，进而引起结构的整体破坏。本文在前人研究的基础上，考虑温度变化对材料性质的影响，应用层合板壳理论和最小势能原理，推导出功能梯度压电材料层合圆柱壳体的总势能表达式和屈曲控制方程，研究了在温度荷载和电场作用下，轴向受压的功能梯度压电层合圆柱壳体表面子层发生屈曲的临界应变。为更好的反映工程实际，在分析子层壳屈曲时，考虑了面内横向位移。计算结果表明，功能梯度压电材料层合壳体母层壳的铺层形式和中面半径、子层壳的形状和方位角、电场强度和温度变化对屈曲临界应变有明显的影响，母层壳径厚比增大、温度变化增大或径向电场强度减小，会使子层壳压缩屈曲变得更加困难。然后研究了功能梯度压电对称铺层闭合圆柱壳体表面椭圆形和叁角形局部分层扩展的能量释放率问题，给出了分层扩展可能的发展方向。子层发生屈曲扩展后，壳体的承载能力下降，通过求解在没有子层分层时，轴向受压功能梯度压电层合复合材料圆柱壳体失稳的临界力，对比可以得出子层分层对壳体稳定性的影响。(本文来源于《上海交通大学》期刊2013-06-06）
何斌,李静[10]（2013）在《压电复合材料层合梁系统周期解存在的充分条件》一文中研究指出压电材料的频响范围宽,输入和输出均为电信号,功率低,易于测量与控制,特别适合于柔性结构。在复合材料中嵌入压电材料,可使材料既具有高的耦合系数、压电常数,又可使其具有低密度、低声阻抗和良好的柔韧性,符合航天技术大型化、轻柔化和柔性化的发展趋势.因此压电复合材料在航空和航天工程等领域中具有广泛的用途.在横向载荷、纵向参数激励,横向压电参数激励下,层合(本文来源于《第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集与会议议程》期刊2013-05-10）
压电复合材料层合板论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为了验证压电阻抗(Electro-Mechanical impedance,EMI)技术在复合材料结构无损检测中的适用性,搭建损伤检测实验平台,设置不同的工况,测量不同损伤状态下PZT的电导曲线。利用均方根偏差RMSD对电导曲线进行分析,得出了损伤程度、损伤位置与RMSD值之间的关系:损伤程度增大,PZT测得电导曲线的偏移量增大,体现为RMSD值增大;与损伤位置间距越小的PZT测得电导曲线的RMSD值越大。验证了压电阻抗法应用于复合材料结构的适用性,并利用损伤距离与RMSD值之间的关系进行初步定位实验,得到精度较高的定位拟合曲线。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
压电复合材料层合板论文参考文献
[1].郭永跃.基于压电晶片阵列的复合材料层合板损伤检测研究[J].装备维修技术.2019
[2].曲皓,李成,段玥晨,侯玉亮.碳纤维复合材料层合板损伤的压电阻抗法检测研究[J].机械科学与技术.2019
[3].刘大猛.压电纤维复合材料层合壳的非线性动力学研究[D].北京工业大学.2017
[4].刘大猛,郭翔鹰.压电纤维复合材料层合壳的非线性动力学研究[C].北京力学会第二十叁届学术年会会议论文集.2017
[5].郭永跃.基于压电晶片阵列的复合材料层合板损伤检测研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[6].刘大猛,郭翔鹰,张伟.压电纤维复合材料层合壳的非线性动力学研究[C].第十届动力学与控制学术会议摘要集.2016
[7].杨佳慧,张伟,于天俊.复合材料压电层合悬臂板的非线性动力学研究[C].第十届动力学与控制学术会议摘要集.2016
[8].刘大猛,郭翔鹰.压电纤维复合材料层合壳的非线性动力学方程[C].北京力学会第二十二届学术年会会议论文集.2016
[9].张薇.功能梯度压电层合复合材料圆柱壳体表面局部分层非线性屈曲[D].上海交通大学.2013
[10].何斌,李静.压电复合材料层合梁系统周期解存在的充分条件[C].第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集与会议议程.2013