绝对节点坐标法中压电层合板的大变形研究

压电层合板可以通过对作动器施加电压变形为各种形态，在智能可折叠结构领域具有潜在的应用前景。理解这种结构的大变形作动机理是软体智能结构设计的基础。利用等效单层模型，基于绝对节点坐标法（ANCF），建立了一种柔性压电层合薄板单元。引入了压电材料的本构方程来推导弹性力和压电力，建立了压电层合薄板单元的动力学方程，并对比了在大变形范围内三种曲率表达形式的收敛效果。通过与 ABAQUS 有限元软件求得的结果进行比较，验证了压电层合薄板单元的正确性，并给出了一些大变形算例。结果表明，在压电材料全覆盖、部分覆盖、多段覆盖等情形下，该单元均能得到较为稳定的结果，表明此单元可以与单层线弹性单元进行耦合。此外还研究了压电层合板受集中力状态下的动态响应。该研究有助于理解受智能压电材料驱动的柔性或软体结构的复杂耦合非线性力学行为。

Large deformation of piezoelectric laminated plate based on absolute nodal coordinate formulation