热-电-位移耦合多体系统的多物理场分析

摘要：

本文提出多体多物理场建模方法,对智能多体系统中的热-电-位移场耦合行为进行研究,分析大范围运动、温度和压电智能构件相互作用.当多体系统中柔性构件为大柔性构件时,可以将柔性智能构件视为带有压电层的层合梁,不同的层合材料也使得梁的不同部分具有不同的热膨胀系数.首先,利用一次近似耦合(FOAC)理论对多体系统的柔性构件的位移场进行描述,得到大范围运动与几何应变之间的关系,然后通过压电-热-弹性理论考虑压电场和温度场与几何应变的耦合.然后,就可以得到热-电-位移场耦合本构关系.在得到系统势能和动能的详细描述基础上,利用广义Hamilton 原理得到多物理场耦合多体系统的动力学模型.最后,通过计算仿真说明大范围运动与电场之间的耦合、热冲击对位移场的影响、热场与电场之间的耦合等,并利用热-电-位移场耦合模型对热场中工作的柔性智能多体系统的动力学响应进行计算.

关键词： 多体动力学 压电热弹 多物理场 智能构件 层合梁 层合材料

作者: 黄永安 尹周平 熊有伦

作者单位: 华中科技大学,机械科学与工程学院,武汉,430074;华中科技大学,数字制造装备与技术国家重点实验室,武汉,430074

会议类型: 国内会议

会议名称: 第九届全国振动理论及应用学术会议暨中国振动工程学会成立20周年庆祝大会

会议地点: 杭州

会议语种:中文

页码: 1075-1087

在线出版日期: 2007-10-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）