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基于压电纤维复合材料的蜂窝夹层设计

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近年来,压电纤维复合材料PFC (Piezoelectric Fiber Composites)由于其良好的应用价值在航空航天研究中备受关注.压电纤维复合材料由于拥有较大的压电系数,较大的平面驱动应变,可按需定制各向异性性能,较强的抗破坏能力,易于在曲面结构上应用等优点,在飞行器的结构形状主动变形、噪声抑制、故障诊断和检测等方面具有很好的应用前景.本文选择了结合压电纤维和交叉指形电极IDE(Interdigitated electrodes)技术的新型压电纤维复合材料MFC (Macro-Fiber Composites)作为驱动材料,选择蜂窝材料作为芯层,设计可用于结构形状主动变形的蜂窝夹层致动器.具体方法是将MFC作为驱动器兼夹层面板或直接粘贴到面板上,对其通电驱动,利用MFC加电后产生的拉伸或收缩变形,达到控制结构主动变形的目的.在对该夹层结构进行理论分析的基础上,对蜂窝结构的各个参数进行优化设计,使得设计的蜂窝夹层可以达到预先设定的位移和承载能力的要求且质量最轻.研究结果表明:利用MFC作为促动材料的蜂窝夹层致动器的设计方案是可行的;通过优化能够保证蜂窝夹层在较小质量下最大程度的发挥MFC的致动效果,有望应用于小型、微型飞行器控制面的前缘和后缘驱动以及大中型飞行器的流场主动控制等方面.

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来源
《2010年全国压电和声波理论及器件技术研讨会》|2010年|366-370|共5页
会议地点厦门
作者
Rui NIE; 聂瑞; Jin-Hao QIU; 裘进浩; Hong-Li JI; 季宏丽;
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作者单位

中国力学学会;

中国声学学会;

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会议组织
正文语种
原文格式 PDF
中图分类 V229.7;
关键词
航空工程; 压电纤维复合材料; 蜂窝夹层; 结构形状主动变形; 优化设计;

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