压电半无限体轴对称问题Green函数

丁皓江等曾于1999年在International Journal of Solids and Structures上发表过关于此问题的解,可惜在公布的公式中遗漏了一些项,我们在这篇文章中给出一个完整的解。     

Fundamental solutions for plane problem of piezoelectric materials

Based on the basic equations of two-dimensional, transversely isotropic, piezoelectric elasticity, a group of general solutions for body force problem is obtained. And by utilizing this group of general solutions and employing the body potential theory and the integral method, the closed-form solutions of displacements and electric potential for an infinite piezoelectric plane loaded by point forces and point charge are acquired. Therefore, the fundamental solutions, which are very important and useful in the boundary element method (BEM), are presented.     

Spectral-domain dyadic Green’s functions in chiral media

A novel method of deriving the electromagnetic dyadic Green’s functions in an unbounded, lossless, reciprocal and homogeneous chiral media described by the constitutive relations D=εE+jγB and H=jγE+μ-1B-(ωε)-1γJ is given. The divergenceless and irrotational splitting of dyadic Dirac δ function and Fourier transformation are used to directly obtain the divergenceless and irrotational component of spectral-domain dyadic Green’s functions in chiral media. This method avoids using the dyadic Green’s function eigenfunction expansion technique. The method given here can be generalized to a source-free region and an achiral case.     

静电问题中两类边界条件下格林函数的对称性

本文研究了Ｄｉｒｉｃｈｌｅｔ和Ｎｅｕｍａｎｎ静电边界问题下格林函数的对称性,给出了Ｎｅｕｍａｎｎ问题对称性格林函数的制作方法,并以同心球壳之间空间格林函数的制作为例说明了这一方法的应用。     

一种便于计算的多层媒质格林函数一般表达式

给出了多层媒质中的水平和垂直电、磁偶极子谱域标量位和矢量位格林函数的一种新型表达通式 ,并通过理论验证了表达式的正确性 .该表达式除了形式上比较简单之外 ,还可以方便地提取准静态项 .更重要的是该表达式便于向空域转化 ,并可以利用离散镜像理论进行计算 .通过几种不同多层媒质结构的数值计算再次验证了所给出的多层媒质中位格林函数的正确性 .     

简谐集中扭矩作用下饱和半空间的Lamb问题

基于饱和土波动方程,采用积分变换的方法分析了饱和半空间表面在简谐集中扭矩作用下的Lamb问题,获得了半空间应力和位移的解析表达式.文末数值算例分析了半空间表面应力和位移随振源距离的变化规律,考察了土体参数和激振频率对它的影响,所得结论对工程实践有一定的指导意义.     

矢量格林函数计算静磁场和的方法探讨

为了提供对复杂磁场分析的新思路,论文主要介绍将矢量格林函数与积分方程法结合起来,对复杂磁场的基本参量Ｂ和Ｈ进行数值计算的方法,并给出实际例子说明这种方法与有限元法相比所体现出的优越性．     

采用二级DCIM法计算微带结构的空域格林函数

基于混合双位积分方程(MPIE)的矩量法是目前分析微带结构的主要方法之一.MPIE算法的核心是空域格林函数的求解.提出了二级离散复镜像法(DCIM)与表面波处理相结合的方法对空域格林函数进行计算.根据表面波的性质,提出了2种二级DCIM和表面波相结合的方案,分段比较两方案的差别,找出最佳的结合方式.通过比较,最终将整个区域划分为近区域和远区域.在近区域采用二级DCIM和表面波相结合的方式进行计算,在远区域则主要考虑表面波的作用,从而弥补了二级DCIM在远区计算时的偏差.该方法完善了二级DCIM算法,为空域格林函数的求解以及MPIE算法的应用提供了有效的途径.     

Preparation and Structure of Rainbow Piezoelectric Ceramics

1　IntroductionDuringthepastseveralyears ,piezoelectricceramicmaterialsforactuatorshavebeenintensivelyinvestigatedandundergoneremarkableadvances[1] .Traditionalpiezo electricceramicsoffermanyadvantagesincludingquickresponse ,high inducedstress ,lowenergyconsumptionandlowcost ,whichmakethemveryattractiveforanumberofapplications .However,theelectricfield inducedstrainsfrompiezoelectricceramicsarerelativelysmall,onlyafewpercentformostofthecompositionalsystems .Thisdisad vantageconsiderablylimitst…     

周边简支空心压电圆板表面均载弯曲

本文利用横观各向同性压电材料的通解和所构造的三个调和函数,给出了受均布载荷的周边简支空心圆板的解析解,退化得到实心圆板的解,比较了ＰＺＴ－４实心圆板和ＰＺＴ－４有相同弹性常数的横观各向同性圆板的中心挠度和弯矩。     

压电柔性机械臂的轨迹跟踪控制

提出一种利用压电材料对柔性机械臂进行末端轨迹跟踪控制的方法．利用假设模态法,采用压电作动器和传感器同位配置,根据Lagrange方程建立了单连杆柔性机械臂的动力学模型;针对柔性机械臂的非最小相位特点,以刚性旋转关节的转角为控制输出、以压电作动器抑制柔性机械臂的末端振动,基于Lyapunov函数,采用PD(proportional-differential)控制策略实现了对柔性机械臂进行末端轨迹跟踪控制．仿真结果表明,压电作动器很好地抑制了柔性机械臂末端的振动,末端的轨迹跟踪由关节驱动和压电作动共同完成,PD控制算法简单,易于工程实现．     

带压电层功能梯度悬臂板非线性动力学分析

分析了在热环境条件下受横向栽荷作用的、带压电功能梯度材料悬臂板的非线性动力学问题。基于vonKarman理论和Reddy一阶剪切变形理论,推导出了带压电功能梯度悬臂板的动力学方程。利用Galerkin法对偏微分方程进行离散,对离散后的方程进行数值模拟,分析中考虑了组分材料热物参数对温度变化的依赖性,讨论了材料组分指数、控制电压对系统非线性动力学行为的影响,结果表明正电压减小了板的振幅,负电压增大了板的振幅,而随着材料体积分数指数的增大,板的振幅也在变大。     

功能梯度压电旋转圆环的三维解析解

基于三维压电弹性力学方程,采用直接位移法,给出横观各向同性功能梯度压电旋转圆环的三维解析解.设功能梯度压电材料参数是厚度坐标Z的任意函数,广义位移分量是径向坐标r的幂函数的线性组合,其中含有9个待定的位移函数,它们是坐标Z的函数.结合相应的边界条件,求解控制方程,通过直接积分确定位移函数和相应的积分常数,从而确定旋转圆环的力场和电场.算例展示一种材料的梯度指标对力场和电场的影响.     

基于FEM的水泥基压电复合材料的性能分析

建立了1-3型水泥基压电复合材料的有限元模型,并对其进行了静力分析、模态分析和瞬态动力学分析。得到了水泥基压电复合材料的内部应力应变分布、水泥基体对复合材料压电性能的影响、复合材料的厚度振动模态和在动态载荷下的响应情况。发现水泥基压电复合材料产生的驱动应变和节点应力都集中在压电陶瓷柱上,高泊松比和低弹性模量的水泥基体能够增加复合材料的压电性能;低频下水泥基压电复合材料的振动特性与压电陶瓷相同,且对外部的动态激励有着良好的线性响应。     

库仑材料平面轴对称问题极限分析

根据塑性流动正交法则确定了库仑材料平面轴对称问题上限分析所需的速度场，提出了用体积应变率求解变形区内部能量耗散率的一般方法。对厚壁圆筒的轴对称渗流问题进行了求解，得到了渗透力场。用上限法对渗透力作用下的厚壁圆筒进行了极限分析，发现上限解与精确解相同。     

库仑材料平面轴对称问题极限分析

根据塑性流动正交法则确定了库仑材料平面轴对称问题上限分析所需的速度场,提出了用体积应变率求解变形区内部能量耗散率的一般方法.对厚壁圆筒的轴对称渗流问题进行了求解,得到了渗透力场.用上限法对渗透力作用下的厚壁圆筒进行了极限分析,发现上限解与精确解相同.     

双各向同性介质中并矢格林函数的本征展开法和应用

首先引入了柱坐标系中的广义矢量波函｛Ｖ（ｈ），Ｗ（ｈ）｝，分别导出了圆柱和椭圆柱坐标系中双各向同性介质的并矢格林函数本征展开式．应用散射叠加法，给出了含源双各向同性介质圆柱位于另一种双各向同性介质中的并矢格林函数．由于互易手征介质和一般介质均为双各向同性介质的特殊情形，因此，文中所给出的公式具有更广泛的适用性．国家自然科学基金     

Research on an inertial piezoelectric actuator for a micro in-pipe robot

In general, a micro robot system includes a microactuator, micro sensor, energy supply, and control sys-tem. At present, the research on a micro actuator inChina is basal in a laboratory phase, which lacks astrict analysis in theory. Hence, it should first besolved for the design on a micro actuator or micro robotthat the drive principiumof micro actuator is researchedand the dynamical equation is established. In this pa-per, a newkind of inertial piezoelectric actuator is pro-posed. The driv…     

两腔体串联压电驱动微型泵的输出特性

介绍了一种新的双压电振子驱动的两腔三阀串联压电泵 (以下简称两腔串联压电泵 )的结构和工作原理 .利用厚度 0 18mm、直径 30mm的压电薄膜制作了尺寸为38mm× 3 5mm的两腔体串联压电泵 ,并以水为介质测试了压电泵的输出性能 .实验结果表明 ,在工作电压和频率相同的情况下 ,由两个性能相同腔体构成的串联压电泵的输出压力等于单个腔体独立工作输出压力的 2倍 ,输出流量等于单个腔体独立工作输出流量的 1 4～ 2 0倍 ,与理论分析的结果一致 .实验测得两腔体串联压电泵的最大流量和压力分别为 11 75ml/min(驱动电压 70V、频率为 5 0Hz)和 2 1 9kPa(驱动电压 70V、频率为 2 0Hz)     

缺陷压电结构电弹性问题断裂分析

对含中心裂纹的压电体进行了断裂理论分析,利用裂纹附近广义位移场的局部解构造了一种关于含中心裂纹的压电材料广义位移模式,并建立了有限元断裂分析模型;得到了修正了的含中心裂纹的压电体压电场的本构方程;提出了求解含中心裂纹的压电材料广义强度因子的数值计算方法。利用该方法考察了不同结构尺寸、电位移与电场对解的影响。数值算例说明了本文方法的有效性。