隨著復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用,作為飛機上最常見復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計越來越受到研究者的重視。由于復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)的損傷十分復(fù)雜,有些損傷可能無法直觀地檢測,因此采用無損檢測技術(shù)對復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷進行監(jiān)測是十分必要的。壓電材料是結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測（Structural Health Monitoring,SHM）技術(shù)中最受歡迎的材料之一,有利于進行復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷檢測。首先,本文在擴展逐層法中引入電勢自由度提出了壓電擴展逐層方法。沿厚度方向的假設(shè)可以描述由分層引起的位移和電勢的不連續(xù)。在平面位移場和電勢場中,采用擴展有限元法（Extend Finite Element Method,XFEM）對橫向裂紋進行建模。利用機電耦合變分原理推導(dǎo)了歐拉方程、邊界條件和有限元公式,最后得出壓電復(fù)合材料層合板的控制方程。然后,在壓電擴展逐層方法基礎(chǔ)上,結(jié)合擴展逐層方法建立了含壓電傳感器的復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析方法。利用擴展逐層方法將損傷后的復(fù)合材料層合板進行離散化,將表面位移自由度加入到復(fù)合材料層合板和壓電傳感器的控制方程中,并利用層合板與壓電傳感器界面的位移連續(xù)性和內(nèi)力平衡條件推導(dǎo)得出... 

【文章來源】：中國民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

含多層分層和橫向裂紋的復(fù)合材料層合板位移假設(shè)模式

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文192.4數(shù)值分析2.4.1無損傷的壓電層合板利用無損傷壓電傳感器對所提出的壓電擴展逐層方法進行了靜態(tài)機電響應(yīng)的驗證。壓電傳感器的幾何尺寸、邊界條件和施加載荷如圖2-2所示。邊界條件CFFF表示右邊被夾住，其它邊是自由的（如圖2-2（a）所示），而CFCF表示左右兩邊被夾住，其它兩邊是自由的（如圖2-2（b）所示）。在壓電復(fù)合材料層合板的上表面施加均勻的壓力。為了驗證所提出的方法，建立了三維彈性模型，并利用有限元計算軟件ANSYS進行了求解。在三維彈性模型中，該壓電復(fù)合材料層合板在厚度方向上均勻劃分為4個數(shù)學(xué)層，鋪層角度設(shè)為[0/0/0/0]。三維彈性模型采用實體單元類型為Solid5。材料屬性為:彈性常數(shù)：38.035.0GPa1.21GPa6.22GPa2.53GPa61GPa61231312231312332211，，，，，，GGGEEE壓電常數(shù)：2333115eee，，C/m8.154.5259.12介電常數(shù)：圖2-2壓電層合板的幾何尺寸和邊界條件。（a）CFFF；（b）CFCF。

中國民航大學(xué)碩士學(xué)位論文21uzyxuyzyxvzLxxzyLv0;;;;0;0;;;0;zyxwxwzyxwzyLwyzLx0;;;0;;;;;00，在所有外邊界上。圖2-3邊界條件為CFFF時的壓電板的位移和電勢分布。（a）AMSYS；（b）XLWM圖2-4邊界條件為CFCF時的壓電板的位移和電勢分布。（a）ANSYS；（b）XLWM

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3390210