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[应用科学与技术中的SpringerBriefs] 功能梯度压电执行器的振动分析 ||

DOI：10.1007/978-981-13-3717-8 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 本书源于作者运用压电材料现代概念改进传感器与执行器设计的强烈愿望。为此，作者开展了博士研究，相关成果最终汇成本书?？氐悴鲅沟绮牧系幕纠砺?、应用及缺陷，简要介绍不同压电效应产生的变形类型，继而阐释功能梯度材料（FGM）在压电材料梯度特性设计中的应用理念，并概述功能梯度压电材料（FGPM）的工程应用。后续章节对FGPM执行器进行模态分析，研究梁和环形板两类执行器几何结构，详细分析各参数对固有频率的影响。书中还详述了采用的新型数值方法——广义微分求积法（GDQ），并拓展该方法用于FGPM结构分析。全书核心聚焦于运用GDQ方法分析剪切激励下FGPM执行器的振动特性。
作者： Pankaj Sharma
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

采用GDQ方法研究d15效应激励下不同几何形状（即梁和环形板）功能梯度压电材料执行器的自由振动分析。

研究成果

GDQ方法为剪切效应下功能梯度压电材料执行器的振动分析提供了精确高效的解决方案。固有频率随体积分数指数和长细比的增大而降低。通过与有限元软件及精确解对比验证了该方法的可靠性，结果吻合良好。这些结论对工程应用中传感器与执行器的设计具有重要参考价值。

研究不足

该研究仅限于理论和数值分析，未进行实验验证。GDQ方法在悬臂-自由等特定边界条件下可能收敛较慢。模型假设了特定的材料梯度规律（幂律）和正弦变化的电势，可能无法涵盖所有实际场景。应用范围集中于梁和环形板，未涉及其他几何结构。

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