压电纤维复合材料有限元模拟及其试验研究

作者：黄丹丹; 陈勇^*

来源：压电与声光, 2019, 41(02): 234-240.

• 压电纤维复合材料(MFC)驱动器
• 指间交叉电极
• 有限元建模
• 模态分析
• 静位移

考虑压电纤维复合材料(MFC)压电陶瓷纤维层和指间交叉电极设计,假定压电陶瓷纤维极化方向相同,设置递进的电压边界条件,建立MFC均匀压电层等效有限元模型,借助ANSYS-APDL软件进行结构-压电耦合场仿真,模拟其工作的真实变形;同时进行自由应变和阻滞力的数值测试,数值上验证了有限元模型,修正纤维纵向压电应变常数d33。对含有MFC驱动器的铝合金悬臂梁进行数值和试验研究,验证了该模型的准确性。与细观尺度上的MFC有限元模型相比,该有限元模型节约了计算成本,可应用于实际工程中。结果表明,MFC激励法用于振动特性分析时,操作简单,重复性好,信噪比高。

• 单位
  先进航空发动机协同创新中心; 上海交通大学