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【2h】

Geometrically nonlinear higher-order shear deformation FE analysis of thin-walled smart structures

机译：薄壁智能结构的几何非线性高阶剪切变形有限元分析

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摘要

In this thesis the influence of geometrical nonlinearity is studied in the finite element analysis of quasi-static and transient dynamic response of shape and vibration control of thin-walled structures with integrated layers or patches of piezoelectric materials. The thesis addresses the kinematic hypotheses on which linear and nonlinear theories of such smart structures are based. Finite plate elements are developed, which employ strain-displacement relations based on either first- or refined third-order transverse shear deformation hypothesis. Using these kinematic models, comparative finite element simulations are performed for the transverse stress distribution analysis, the nonlinear shape control and the time histories of nonlinear vibrations and sensor output voltage due to a step force acting on thin beams and plates, respectively, with a piezoelectric patch bonded to the surface. Furthermore, an experiment reported in literature for vibration control of a clamped beam using a piezoelectric layer bonded to the surface is simulated. The comparative studies are performed based on linear theory, von Kármán-type nonlinear theory, and nonlinear moderate rotation theory.
机译：在本文中，研究了几何非线性的影响，在有限元分析中对形状为准静态和瞬态的动态响应进行了响应，并对薄层结构与压电材料集成在一起的薄壁结构进行了振动控制。本文提出了运动学假说，这些假说是此类智能结构的线性和非线性理论的基础。开发了基于一阶或精细三阶横向剪切变形假设的应变-位移关系的有限板单元。使用这些运动学模型，进行了比较有限元模拟，以进行横向应力分布分析，非线性形状控制以及由于步进力分别作用在压电梁和压电板上的非线性振动和传感器输出电压的时间历程。贴在表面上。此外，模拟了文献中报道的使用结合到表面的压电层来控制夹持梁的振动的实验。比较研究是基于线性理论，vonKármán型非线性理论和非线性适度旋转理论进行的。

著录项

  • 作者

    Vu Duy Thang;

  • 作者单位
  • 年度 2011
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  • 正文语种 eng
  • 中图分类

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