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压电梯度薄壳的高阶理论解

伍晓红 , 沈亚鹏 , 陈常青 , 田晓耕

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2003.05.019

压电功能梯度执行器能产生较大的位移、降低应力峰值并避免了粘结层带来的问题,压电梯度超声换能器能拓展频带宽度.本文作者提出了一个简单而有效的求解压电梯度薄壳力、电行为特性的高阶理论.设定位移分量为壳厚的线性函数,而电势沿厚度方向为二次分布.考虑了压电作动元的驱动信号不同时所具有的不同形式的电荷平衡方程.应用Fourier级数法得到压电系数沿厚度坐标变化的梯度壳的力电耦合的解析解.所得结果可退化至梁、板等多种特殊情况.利用所得方程分析了一非均匀简支压电层合板,并与三维精确结果作了对比,两者吻合得很好,表明该理论的正确性.最后具体求解了压电梯度圆柱壳的力、电特性,给出了位移、应力、电势沿厚度方向的变化规律.

关键词: 高阶理论 , 功能梯度 , 压电壳

复相材料的循环变形行为

柴东朗 , 史洪刚 , 沈亚鹏

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2002.05.006

对三种组织状态的F-M复相钢进行了对称和非对称循环加载条件下的形变研究.结果表明,双相钢的循环变形行为,不仅与组织中位错组态的演变过程有关,同时也受循环载荷大小、类型以及加载方式所影响.分析表明,双相钢的循环硬化、软化行为主要受控于两个基本过程,即循环变形时位错组态演变的物理过程和相间分载应力的转嫁、相间残余应力变化的力学过程.

关键词: 复相材料 , 位错组态 , 循环变形行为

形状记忆合金短纤维增强弹塑性基体复合材料的力学行为

张臻 , 沈亚鹏 , 王健

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2004.06.030

基于Eshelby等效夹杂方法和Mori-Tanaka的平均化理论推导了针对SMA短纤维增强弹塑性基体复合材料的细观力学模型.利用此模型,分析了这种复合材料的力学行为,讨论了材料温度、纤维体积分数和纤维特征形状等参数对复合材料残余应力和残余应变的影响.这对复合材料的分析和设计都有重要的意义.

关键词: 形状记忆合金 , 短纤维 , 复合材料

3-3型压电复合材料的有限元模型及材料参数对其性能的影响

张红艳 , 李录贤 , 沈亚鹏

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2005.02.029

根据均匀场理论分析3-3型压电复合材料代表体积胞元,通过罚函数方法引入周期性边界条件,建立了3-3型压电复合材料的有限元模型.数值计算结果与已有实验结果基本一致,验证了模型的合理性,并与解析解进行了对比,表明该有限元模型能更精确地描述3-3型复合材料的有效性能常数.用所建模型分析了基体相体积分数、复合材料基体泊松比、弹性模量和复合材料基体分布形状等参数对静水压压电常数值和静水压灵敏值的影响.

关键词: 3-3压电复合材料 , 均匀场理论 , 有限元方法 , 代表体积元

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