研究目的
研究压电执行器三维有限元模型的开发及其在不确定参数输入下的响应量化。
研究成果
针对压电材料模拟所开发的有限元模型，通过单层PZT梁至多层板等多种典型应用场景的实验数据进行了验证与确认。该模型随后被用于合成射流装置中压电驱动器响应特性的表征。通过与流体求解器耦合进行流固耦合分析，该模型构成了合成射流装置多物理场模拟的基础?？椤?/p>
研究不足
实验的技术和应用限制以及潜在的优化领域包括：压电复合板的响应对材料属性不确定输入的敏感性，以及在不确定参数下对执行器响应进行详细量化的需求。
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压电执行器响应的有限元建模与仿真及不确定性量化
DOI：10.3390/computation6040060
期刊：Computation
出版年份：2018
更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要：
压电结构在包括传感器、执行器和能量收集装置在内的工程设计中得到了广泛应用。本文提出了一种三维有限元模型的开发方案，用于模拟压电执行器并量化其在不确定参数输入下的响应。该有限元模型的实现基于标准节点法，并通过三维四面体和六面体单元扩展至压电材料应用。为考虑压电材料中的机电耦合效应，在这些单元的每个节点上除常规机械位移未知量外，额外增加了电势自由度。该模型开发成果通过单层压电梁到单压电晶片/双压电晶片排列多层梁等多种问题的解析解和实验数据进行了验证。针对具有不同设计参数的单压电晶片复合板执行器开展了更详细的分析。同时进行了不确定性量化研究，以评估材料属性输入不确定时压电复合板响应的敏感性。这不仅有助于理解文献报道中设备响应差异的原因，同时也为数值模型提供了额外的可信度验证。
作者：
Vinh-Tan Nguyen，Pankaj Kumar，Jason Yu Chuan Leong
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