压电纤维复合材料的力电耦合特性计算与试验

论文摘要

本文研究了压电纤维复合材料(MFC)受载状态下的基础力学性能及力电耦合特性。首先,基于热力学原理对MFC材料压电方程进行了推导,通过简化处理建立了适用于工程计算的MFC材料的力电耦合特性数学模型。随后,设计了一套MFC材料标准试验件的加载与测试系统及试验方案,可在不同加载状态下测量MFC试验件的力学和电学数据,获得压电方程参数。最后,利用该试验系统,通过加电、加载试验测取了试验数据,建立了MFC材料标准试验件的力电耦合特性数学模型(一阶和二阶压电方程),分析与对比了MFC材料标称模型与一阶、二阶压电方程模型的差异。试验结果表明,相较材料的标称模型,采用本文获得的力电耦合模型能够更精准地描述材料的应变规律,应变的最大预测误差可由标称模型约30%降至约7%(线性方程)和3%(二阶方程)。

论文目录

• 1 引言
• 2 MFC材料的压电方程
•   2.1 建模方法及使用假设概述
•   2.2 MFC材料的压电方程推导
• 3 MFC材料的力学性能测试
•   3.1 测试对象
•   3.2 测试方法
•   3.3 试验结果
• 4 MFC压电方程的有效性验证
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 宋晨,张海波,杨超

关键词: 智能材料,压电驱动器,压电效应,压电纤维复合材料,力学试验

来源: 工程与试验 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京航空航天大学无人系统研究院

基金: 国家重点研发计划资助项目(2017YFB0503002),国家自然科学基金项目(11402013),中央高校基本科研业务费专项资金(YWF-14-WRJS-004)

分类号: TB332

页码: 66-71

总页数: 6

文件大小: 2116K

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