磁电弹性结构有限元自由振动仿真

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磁电弹性材料是一种新型的智能材料，它能实现磁能、电能、机械能彼此之间的转换, 这种材料不但具备单一的铁电性、铁磁性等性能，而且通过铁性的耦合协同作用能产生一些新的功能，因而受到广泛关注。对于绝大部分工程结构来说，由于边界等一些实际条件的复杂性，仅仅通过解析解与半解析解来研究磁电弹性结构的力、电、磁耦合特性比较局限。针对复杂的工程结构，寻求有效的数值解是有必要而且很有意义的。本文在加强假定应变法和自然假定应变法的基础上建立了可以用于分析磁电弹性结构的八节点固体壳单元—磁电弹性固体壳单元。这种单元继承了固体壳单元的特点，它克服了普通壳单元用于磁电弹性薄板、壳结构分析时过高估计剪切应变能的缺陷，并且能模拟磁电弹性曲壳的力学响应，用于复杂磁电弹性结构分析时，不需要为处理平动和转动自由度的连接而使用过渡性单元或定义额外的代数约束方程。本文将这种单元应用到多相、多层以及功能梯度磁电弹性板壳结构的自由振动分析上，针对磁电弹性材料各个参数，压电相体积含量以及功能梯度磁电弹性材料幂指数对结构自由振动的影响进行了详细地分析。文中给出了若干算例，其结果同现有文献结果吻合较好，证明了八节点磁电弹性固体壳单元的正确性。

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作者
冯岩;
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作者单位

南京航空航天大学;

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授予单位南京航空航天大学;
学科工程力学
授予学位硕士
导师姓名郑世杰;
年度 2007
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类智能材料;
关键词
磁电弹性; 弹性结构; 自由振动; 振动仿真; 智能材料; 固体壳单元;

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