压电层合板智能结构分析

本文详细推导了具有压电材料的层合板智能结构的有限元方程的一般形式，最后用算例验证该模型的有效性。     

压电微传声器的有限元分析

利用ANSYS软件建立了压电微传声器的有限元模型,对器件进行了结构静力分析、模态分析、谐波分析,计算模拟出微传声器的本征频率.通过模拟和分析,对压电传声器的设计参数进行了优化.对比表明,有限元分析的结果与解析方法以及实验结果相一致.     

积层式压电驱动器的有限元建模分析

该文利用有限元分析法对直动式压电伺服阀驱动元件-积层式压电驱动器的静、动态特性进行了深入的分析,建立了积层式压电驱动器多层压电结构的有限元模型,得到静态与动态工作的分析结果。理论分析的结果表明,积层式压电驱动器具有较大的输出位移与输出力,以及具有良好的动态响应特性,由其构造压电伺服阀,不会限制系统的频宽,结合合理的放大机构与阀体结构,有望达到高速、精密的伺服控制。     

PZT厚膜压电悬臂梁结构的有限元分析

设计了一种硅微悬臂梁结构,在低频环境中以压电厚膜进行信号转换、谐振.使用有限元分析软件ANSYS对结构建模,并进行模态和谐响应分析.模拟分析的结果表明通过制备添加金属质量块及选择合理的尺寸范围,结构固有频率可在100～1500Hz之间;该结构在共振条件下将运动信号转换为电压信号输出时,电压可达0.4V以上,足以开启双锗二极管进行电路整流.     

压电陶瓷阻尼振动的有限元模型分析

分析了压电陶瓷的压电效应在桥梁振动中减小振动的应用，压电效应将振动机械能转化为电能，进行能量转移从而起到减弱振动的作用。由于压电陶瓷的实验研究费用较高，借助计算机建模技术，对4种数学模型进行了分析。结果表明，压电纤维材料阻抗回路（CPRE）具有较好的应用效果，为后期的实验指明研究方向。     

V型压电换能器的有限元分析与实验

为实现对不同方向环境振动能量的收集,提出了一种新颖的V型压电换能器,对其进行了有限元仿真分析和实验测试.有限元分析表明,压电陶瓷片与金属弹性基片之间有一个最佳厚度比,为0.5,使得换能器发电能力最强.随着换能器两金属基片夹角的增大,其输出电压不断减小.实验测试显示,有限元分析与实验结果具有较好的一致性,且都在压电陶瓷片厚度为0.15 mm时,其输出开路电压最大,验证了有限元分析的可靠性,在输出功率测试中,V型压电换能器对外负载供能具有较好的优越性,且在峰值为0.3N的作用力下,输出功率达到22 μW.     

Cymbal压电换能器发电性能的有限元仿真分析

应用有限元法研究结构参数对cymbal换能器性能的影响.首先,以压电方程为基础,应用有限元理论对cymbal换能器进行有限元建模,得出有限元动力学方程.然后应用ANSYS分析了cymbal换能器结构参数对其发电电压和谐振频率的影响.结果表明,为达到更好的发电电压,应该增加cymbal压电陶瓷的厚度tp,增加金属帽内腔底径φc,减少金属帽厚度tm和内腔顶径φd,对每个cymbal系统都存在一个最优的内腔高度dc.基振频率随着tm、dc增加而增加,随φc增加而减少.     

压电微马达有限元分析及实验研究

压电微马达是微型机械领域中的一个崭新课题,本文从动力学角度对压电微马达进行有限元分析,得出固有频率和定子表面切应力场等重要结论,并通过模型样机实验研究验证有限元分析结论的正确性,从而为压电微马达的优化设计奠定了基础。     

Rainbow型压电换能结构的有限元分析与实验

提出了一种换能部分采用新颖的Rainbow型压电结构的多方向振动能量收集装置.为了分析和测试Rainbow型压电换能结构的发电性能,对该装置进行了有限元分析和实验测试.有限元分析表明,金属基片的宽度与厚度、压电薄膜的宽度与长度及换能结构初始曲率半径的增大会引起换能结构输出开路电压的降低;金属基片长度的增大会引起换能结构...     

Rainbow型压电换能结构的有限元分析与实验

提出了一种多方向振动能量收集装置的设计结构,该装置的换能部分采用了一种新颖的Rainbow型压电结构。为了分析和测试Rainbow型压电换能结构的发电性能,对其进行了有限元分析和实验测     

基于高阶板理论的有限单元及其在压电智能结构中的应用研究

带有分布式压电驱动器 /传感器的自适应智能材料结构在振动控制、形状控制、精确定位等方面具有很大潜力而受到广泛的关注。本文把x ,y方向的位移定义为厚度坐标的三次多项式 ,利用板上下自由表面的力边界条件及正交异性复合材料的特性 ,导出了改进的高阶板理论。依据该理论建立了 4节点 2 0自由度矩形板高阶有限单元 ,并对一些算例进行了分析。通过与文献结果的对比 ,验证了改进的高阶板理论和所建立单元的正确性。最后利用所建立的单元 ,分析了压电悬臂梁中压电层在不同脱胶长度情况下板的频率变化 ,计算结果与试验结果相吻合     

随机-区间混合参数桁架结构有限元分析方法研究

以随机-区间混合参数桁架结构为对象,研究了其在随机力作用下的有限元分析方法。利用随机因子法和区间因子法,建立了结构中随机参数和区间参数同时存在时的有限元方程;利用代数综合法推导出结构位移响应均值、方差的计算表达式。最后通过算例分析了结构物理参数、几何参数和外载荷为随机变量或区间变量时对结构位移和应力响应的影响,并验证了模型和方法的合理性与可行性。     

颗粒增强复合材料弹性结构的双尺度有限元分析

颗粒增强方法是实现材料高性能化的重要手段。预测颗粒增强复合材料的细观结构与力学性能的关系是实现材料增强增韧的基础。为更好地分析、设计和优化复合材料,需要引入多尺度计算模型来考察细观结构对宏观力学性能的影响。基于均匀化理论,采用Voronoi有限元法对颗粒增强复合材料进行细观数值模拟,从而预测材料的宏观等效弹性常数,并直接得到材料的细观应力场。在细观尺度,首先假设满足平衡条件的应力场,采用Voronoi应力单元建立余能泛函并得到细观控制方程,最终形成可直接求解的线性代数方程组,从而求得应力系数并得到细观应力场。在宏观尺度,利用商业有限元软件ANSYS来进行宏观结构分析。通过均匀化方法求得弹性模量的宏观平均值,将其输入ANSYS系统即可进行计算,由此把宏细观两个尺度耦合起来,可以对颗粒增强复合材料构成的结构体进行有效的力学分析。     

三层复合结构热无损检测的建模与有限元仿真

论述三层复合结构板热无损检测(TNDT)的建模和基于有限元法的计算机仿真。在柱坐标系下建立三层复合结构板TNDT的数学模型;讨论用有限元法求解轴对称结构的瞬态热传导问题。利用有限元分析软件ANSYS模拟了热无损检测信息参数随缺陷大小和深度的变化,深入地分析缺陷参数(如大小和深度)与信息参数(如最大温差和最大对比度)的基本关系。结果显示,在缺陷深度一定时,最大温差与缺陷半径成正比,最大对比度与缺陷半径成正斜率的线性关系;而在缺陷半径一定时,最大温差和最大对比度与缺陷深度分别成一定的非线性函数关系。其研究结果为制定飞机上铝胶接结构板的热无损检测方案提供了有益的参考。     

有限元法在客车骨架分析中的应用

介绍了车架设计在整个汽车结构设计中的地位,着重论述有限元法在客车骨架分析中的应用概况,介绍了国内外将有限元法用于客车骨架分析的发展历程,提出用有限元法进行客车骨架设计有待进一步研究。     

利用有限元数值计算方法模拟板的振动

利用有限元数值分析的方法对振动过程进行仿真研究。获得振动过程中结构的内力、位移等数据。分析过程完全在计算机中完成 ,避免了复杂的实验工作 ,也可以避免仪器的系统误差与操作不当造成的失真。数值计算方法研究振动过程具有分析过程简单 ,控制与操作方便 ,分析结果详细、形象的优点。     

有限元法在罗茨鼓风机设计中的应用

介绍了应用美国ＣＶ公司ＳＴＲＥＳＳＬＡＢ软件对罗茨鼓风机的关键零件进行强度校核和结构优化的方法，并总结出使用该软件解决工程问题的经验和体会。     

车用空气弹簧有限元分析方法

空气悬架系统的刚度直接影响整车性能,而悬架刚度又主要取决于空气弹簧刚度特性。由于在工作行程中橡胶气囊发生多重非线性问题,难以用传统方法预估弹簧刚度。为此,基于空气弹簧结构分析、非线性有限元理论,提出一种空气弹簧力学特性预估方法。在这方法中以Yeoh模型模拟橡胶层,rebar模型代表帘线层,缘板及活塞作为刚体,气体流动与气囊体变形耦合。为了检验该方法的有效性和可行性,以某一大客车悬架用膜式空气弹簧为应用实例,根据结构尺寸用CAD软件UG建立三维实体模型,并用Hypermesh软件划分网格,用试验测试橡胶材料的应力应变关系。将有限元模型导入非线性有限元软件abaqus中进行数值计算。计算结果表明,所提出的方法是切实可行,为汽车悬架用空气弹簧研制开发提供了一种较为经济实用的预估方法。     

基于有限元的损伤结构功率流可视化研究

基于有限元法对裂纹损伤结构的功率流进行可视化研究.引入结构声强的概念,给出有限元壳单元和实体单元中结构声强的表达式.给出流线可视化的概念,并应用到结构声强流线的可视化中.利用1/4点单元法来模拟裂纹,计算得到了裂纹结构在不同裂纹参数和不同激励频率下的位移响应矢量图、声强矢量图和流线图.实现了结构表面能量分布、传播以及在裂纹位置周围的分布的可视化,为掌握振动能量在损伤结构的分布、损伤的识别提供了新的手段.     

空间并联机构运动分析的有限元法

用有限元法的思想,对组成空间机构的梁和铰单元引人欧拉参数进行了描述,用传递函数的概念对机构各相关坐标及单元变形模态坐标的位置、速度和加速度进行了分析,在此基础上,编制了计算机程序ＣＡＡＭ,对三自由度－ＲＰＳ空间并联机机构的运动进行了分析,给出了平台中心点运动的数值模拟结果。