热环境下压电功能梯度板的非线性等几何建模与主动控制研究

作者：刘涛; 张顺琦^*; 刘庆运

来源：振动与冲击, 2023, 42(08): 38-50.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2023.08.004

• 压电参数
• 热环境
• 压电功能梯度板(PFGPs)
• 非线性等几何分析模型
• 非线性主动控制

压电材料的压电参数(应力、应变和介电参数)对温度均较敏感，且直接影响压电智能结构的工作性能。为更准确地探究热环境中上、下表面覆盖有压电层的功能梯度板的非线性力学行为和非线性主动控制问题，首先，在传统的线性压电本构方程中引入温度对压电参数的影响，基于一阶剪切变形理论(first-order shear deformation theory, FSDT)和Von Kármán理论建立压电功能梯度板(piezoelectric functionally graded plates, PFGPs)的非线性等几何分析(isogeometric analysis, IGA)模型，并通过相关算例验证该模型的正确性和有效性；其次，对多种载荷作用下板的自由振动和非线性静态弯曲响应进行分析；最后，利用位移-速度反馈控制方法研究板的非线性主动控制。研究结果表明，压电参数的温度相关性对PFGPs的自由振动、非线性静态弯曲响应以及非线性主动控制效果均有影响，且影响大小与压电层的厚度、梯度指数n和温度有关。

• 单位
  上海大学; 自动化学院; 安徽工业大学