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摘要
目的:功能梯度准晶材料有助于减缓层合板界面处的应力集中现象,提高层间粘接强度,从而提升层合板表面的耐磨性。本文旨在建立功能梯度压电准晶层合板的力学模型,并研究功能梯度变化和叠放顺序对层合板的影响。创新点:1.首次将状态向量法推广到功能梯度压电准晶板的分析中;2.假设功能梯度函数的变化形式为幂函数和指数函数;3.在准晶层中观察到声子场应力和电势的不敏感点。方法:1.通过联立三大基本方程,推导出准晶板的状态方程,并求解该微分方程,得到单层准晶板的解析解;2.通过引入功能梯度函数,使解析解中的描述各材料特性的值能够沿厚度方向呈现梯度变化;3.采用传递矩阵法,求出多层准晶板的解析解;4.通过仿真模拟,将所得结果与已有文献进行对比,验证所提方法的可行性和有效性。结论:1.准晶层合板中的功能梯度效应随着梯度参数的增加而增大,且材料参数的变化对声子场、相位子场以及电场的响应均产生影响。2.在功能梯度效应下,从准晶层中观察到了声子场应力和电势的不敏感点。3.与准晶作为中间层相比,准晶作为表层时机械载荷引起的位移响应更小。研究结果可以为压电准晶元器件的设计提供理论参考。
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