强电场作用下压电智能结构的非线性动力学数值分析

压电元件在强电场作用下表现出较强的非线性性。它是影响其使用性能进一步提高的主要原因之一。为了减少非线性特性所造成的影响，更好地发挥压电元件的性能，使其能精确定位、检测及有效的控制，本项目拟对在强电场作用下考虑几何与材料非线性的压电层合梁板结构的动力学问题进行数值计算和分析。首先，在横向载荷与强电场联合作用下，根据非线性动力学广义变分原理，利用有限元法、无网格法及它们的耦合方法，构造新的高性能计算模型对分片铺设压电层合梁板结构进行离散化，得到离散化的非线性动力系统方程。然后，利用非线性动力学的分析方法和定值方法，研究各种参数（非线性性，外载，几何拓扑，材料参数，压电元件布置等）对系统发生形变、振动频率、模态以及稳定性等行为的影响范围及其依赖关系。