热门搜索: 论文 发表 社科期刊 北大核心 南大核心 cssci 科技期刊 教育

当前位置:主页 > 管理论文 > 工程管理论文 >

热机电耦合结构动力学及其主动控制的有限元分析

发布时间:2018-05-17 01:40  文章来源:笔耕文化传播

  本文选题:热-机-电耦合 + 压电结构 ; 参考:《苏州大学》2014年硕士论文


【摘要】:本文采用8节点实体壳单元、电势沿厚度二次分布的压电单元以及等参热单元构造了热-机-电耦合单元。基于Hellinger-Reissner广义变分原理建立了热-机-电耦合的线性压电板壳动力学有限元模型。为克服梯形自锁、厚度自锁以及剪切自锁,进一步采用应力杂交元和ANS(Assumed Natural Strain)法。根据本文建立的有限元方程分别对压电片整体铺设和分片铺设结构的静态和动态问题进行数值计算,,确定外界载荷、电场、温度场对结构的力学性能的影响规律,主要是结构形变、模态、主动控制等力学性能。数值结果显示本文模型具有相当高的收敛性和精确性。通过对热流和电载荷联合作用对整片和分片铺设压电片结构的静动态特性的影响情况分析,得到在现有假设的前提下,热流作用仅影响机械场的载荷向量,电场影响机械场的刚度矩阵和载荷向量。 在线性有限元模型的基础上,采用常增益负速度反馈控制方法对压电结构和热-机-电耦合结构导出了动力控制的有限元模型并进行了有效主动振动控制的数值计算。进一步采用了新的控制模式消除了温度场效应所引起的平衡位置的偏移。 最后考虑几何非线性的耦合结构。采用增量分析法,建立有效的非线性热-机-电耦合结构的有限元模型。数值分析了非线性对结构的静态形变的影响,结果显示本文给出的非线性模型的有效性和精确性。
[Abstract]:In this paper, a thermal-mechanical-electric coupling element is constructed by using an 8-node solid shell element, a piezoelectric element with a quadratic distribution of potential along the thickness, and an isoparametric heat element. Based on the Hellinger-Reissner generalized variational principle, a thermo-mechanical coupled finite element model of piezoelectric plate and shell dynamics is established. In order to overcome trapezoidal self-locking, thickness self-locking and shear self-locking, the stress hybrid element and ANS(Assumed Natural training method were further used. According to the finite element equations established in this paper, the static and dynamic problems of piezoelectric monolithic and piecewise laying structures are numerically calculated, and the influence of external load, electric field and temperature field on the mechanical properties of the structure is determined. Structural deformation, modal, active control and other mechanical properties. Numerical results show that the proposed model has high convergence and accuracy. Based on the analysis of the influence of heat flux and electric load on the static and dynamic characteristics of the whole and segmented piezoelectric structure, it is obtained that the heat flux only affects the load vector of the mechanical field under the existing assumptions. The electric field affects the stiffness matrix and load vector of the mechanical field. Based on the linear finite element model, the finite element model of the dynamic control is derived by using the constant gain negative velocity feedback control method for piezoelectric structures and thermal-mechanical-electrically coupled structures, and the numerical calculation of the effective active vibration control is carried out. Furthermore, the new control mode is used to eliminate the equilibrium offset caused by the effect of temperature field. Finally, the coupled structure with geometric nonlinearity is considered. An effective finite element model for nonlinear thermo-mechanical coupled structures is established by incremental analysis. The effect of nonlinearity on the static deformation of the structure is numerically analyzed. The results show the validity and accuracy of the nonlinear model given in this paper.
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TB535

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 边文凤,孙芳,王彪;哈密顿体系下机电耦合问题的基本方程[J];计算力学学报;2005年04期

2 李琳;刘学;;压电结构系统机电耦合的强化与多阶共振抑制[J];北京航空航天大学学报;2014年08期

3 孙丽波;许立忠;;微板机电耦合非线性动力学分析[J];中国机械工程;2009年16期

4 靳宝全;梁义维;熊诗波;程珩;;考虑反馈机构机电耦合的压下系统振动分析[J];振动、测试与诊断;2008年02期

5 孙宝元,钱敏,张军;机电耦合大于等于二次感生效应探析[J];大连理工大学学报;1999年02期

6 来鑫;乌建中;阮博;张大兵;;桩锤同步振动系统的机电耦合数值仿真分析与试验[J];振动工程学报;2012年02期

7 陈峻峰;刘昆;梁文杰;田英;;磁悬浮飞轮储能系统机电耦合非线性动力学研究[J];动力学与控制学报;2013年03期

8 姜朋昌;张涌;吴海啸;;基于液压控制的机电耦合系统[J];轻型汽车技术;2012年Z2期

9 梁迪,赵春雨;双机传动机电耦合的动力学特性的仿真分析[J];机械设计与制造;2005年03期

10 李俊宝,熊诗波,杨庆佛;压电主动构件机电耦合动力学建模[J];太原理工大学学报;1998年03期

相关会议论文 前5条

1 龙连春;隋允康;;机电耦合智能天线精度最优控制[A];北京力学会第11届学术年会论文摘要集[C];2005年

2 郑世旺;傅景礼;李显辉;陈向炜;;积分机电耦合动力学系统的场方法[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年

3 杨志安;;基于变分原理机电耦合系统拉格朗日麦克斯韦方程的导出与应用[A];第23届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2014年

4 白雪冬;;半导体纳米线光机电耦合性质的研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

5 宋杰;李显方;;层状磁电弹悬臂梁式传感器[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

相关博士学位论文 前1条

1 田瑞兰;最简规范形及机电耦合非线性系统的分岔、混沌研究[D];天津大学;2007年

相关硕士学位论文 前9条

1 刘双;交流提升机机电耦合系统的建模与仿真[D];兰州理工大学;2008年

2 陈勇;交流永磁同步电机与精密传动系统机电耦合分析[D];重庆大学;2008年

3 孙晓洁;热机电耦合结构动力学及其主动控制的有限元分析[D];苏州大学;2014年

4 吴振彤;微板机电耦合动力学研究[D];燕山大学;2008年

5 宁舒曼;机载天线设计与Ku波段双工滤波器的机电耦合分析[D];西安电子科技大学;2010年

6 张加贝;水机电耦合系统建模及其相互影响研究[D];昆明理工大学;2008年

7 徐衍会;大扰动下机电耦合引起扭转模式不稳定机理的研究[D];华北电力大学(北京);2003年

8 冯峥宇;桥式起重机运行系统非平稳状态机电耦合仿真研究[D];武汉科技大学;2007年

9 左金玉;混合动力工程机械动力轴系机电耦合振动研究[D];中南大学;2013年



本文编号:1899361


论文下载
论文发表
教材专著
专利申请


    下载步骤:1.微信扫码 2.备注编号 1899361. 3.下载文档

    注:1.必须备注编号,否则无法下载;2.扫码后10分钟即可下载,如有问题,点击微信联系客服。

    扩展阅读
    1. 热机电耦合结构动力学及其主动控制的有限元分析 - 豆丁网
    2. 热机电耦合结构动力学及其主动控制有限元的分析.pdf
    3. 热机电耦合结构动力学及其主动控制的有限元分析_CNKI学问
    4. 热机电耦合板壳的动力学分析及主动控制
    5. 热机电耦合智能板结构的一类有限元模型--《应用力学学报》2008年...
    6. 热机电耦合结构动力学及其主动控制的有限元分析
    7. 2015年南京航空航天大学博士研究生招生专业目录_百度文库
    8. 智能桁架结构机电耦合有限元分析与实验研究-太原理工大学学报1998...
    9. 压电层合壳振动的满意控制研究-手机知网


    本文连接:http://www.bigengculture.com/guanlilunwen/gongchengguanli/1899361.html