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基于L-S理论的压电球壳广义热冲击分析
被引量：
4
1
作者
刘承斌
刘文耀
+2 位作者
陈伟球
王惠明
吕朝锋
《浙江大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第6期1185-1193,共9页
基于L-S广义热弹性理论,针对压电球壳受表面球对称热冲击作用下的热弹性问题进行分析.从三维压电弹性理论基本方程出发,利用Laplace变换,建立耦合的6阶状态方程;采用层合近似模型,将状态方程转化为关于径向坐标的常系数状态方程.利用界...
基于L-S广义热弹性理论,针对压电球壳受表面球对称热冲击作用下的热弹性问题进行分析.从三维压电弹性理论基本方程出发,利用Laplace变换,建立耦合的6阶状态方程;采用层合近似模型,将状态方程转化为关于径向坐标的常系数状态方程.利用界面连续条件得到球壳内、外状态变量的整体传递关系,结合球壳内、外边界条件,可以确定频域内所有状态变量,通过数值反变换获得时域解.数值算例给出热冲击作用下压电球壳的位移、应力、电势和温度等物理量的分布规律,考察热松弛时间对热冲击作用效果的影响.
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关键词
L-S广义热弹性
压电球壳
LAPLACE变换
状态空间法
热冲击
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职称材料
具有弱界面特性叠层压电球壳的自由振动
被引量：
2
2
作者
刘承斌
吕朝锋
《固体力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第3期317-324,共8页
针对具有弱界面的叠层压电球壳自由振动,引入两个位移和应力函数,从三维压电弹性理论基本方程出发建立了分别对应于两类振动形式的独立状态方程,并通过球面谐函数展开技术以及近似层合模型将其化为关于径向坐标的常系数状态方程.采用弱...
针对具有弱界面的叠层压电球壳自由振动,引入两个位移和应力函数,从三维压电弹性理论基本方程出发建立了分别对应于两类振动形式的独立状态方程,并通过球面谐函数展开技术以及近似层合模型将其化为关于径向坐标的常系数状态方程.采用弱界面模型建立状态向量的界面传递关系,与层内传递关系得到球壳内外状态变量的整体传递关系.最后考虑球壳内外边界自由条件,得到了两类振动形式的频率方程.通过与已有精确解的比较验证了论文解的准确性,数值详细表明弱界面弹性柔性系数的大小对叠层球壳自振频率有较大影响,但弱界面导电性的高低对自振频率的影响不大.
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关键词
压电球壳
弱界面
自振频率
状态空间法
传递矩阵
原文传递
空气背衬压电圆管和压电球壳耐压性能研究
被引量：
1
3
作者
王文龙
笪良龙
《压电与声光》
CAS
北大核心
2019年第6期824-829,共6页
为了解决大深度水听器的耐压问题,对空气背衬压电圆管和压电球壳换能器的强度与稳定性失效进行了理论计算,并使用有限元仿真软件对其进行结构静力仿真和特征值屈曲仿真。计算和仿真结果表明,空气背衬压电圆管和压电球壳自身具有相当的...
为了解决大深度水听器的耐压问题,对空气背衬压电圆管和压电球壳换能器的强度与稳定性失效进行了理论计算,并使用有限元仿真软件对其进行结构静力仿真和特征值屈曲仿真。计算和仿真结果表明,空气背衬压电圆管和压电球壳自身具有相当的耐压性能,可以用于制作耐压3 km以上的大深度水听器。随后制作了1个直径φ30 mm、厚3 mm的压电球壳水听器,并通过了30 MPa耐压测试。最后采用有限元仿真法研究了高静水压对压电圆管和压电球壳换能器灵敏度的影响。仿真结果显示,高静水压会导致压电圆管和压电球壳换能器灵敏度损失,且静水压越高,灵敏度损失越快。
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关键词
压电圆管
压电球壳
耐压
结构静力仿真
特征值屈曲仿真
灵敏度
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职称材料
叠层压电球壳的三维热释电分析
被引量：
1
4
作者
刘承斌
边祖光
陈伟球
《浙江大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第6期1067-1073,共7页
从球壳热传导方程出发,建立一个关于温度场的二阶齐次状态方程,并采用级数展开技术和矩阵理论进行精确求解.利用界面连续条件导出叠层球壳内、外表面温度场状态矢量的传递关系,进而利用内、外表面的温度边界条件精确确定球壳内的温度分...
从球壳热传导方程出发,建立一个关于温度场的二阶齐次状态方程,并采用级数展开技术和矩阵理论进行精确求解.利用界面连续条件导出叠层球壳内、外表面温度场状态矢量的传递关系,进而利用内、外表面的温度边界条件精确确定球壳内的温度分布.基于热释电弹性体的三维基本方程,引入3个位移函数与2个应力函数,导出1个二阶齐次状态方程和1个六阶非齐次状态方程,并采用几乎相同的求解策略得到了边界温度作用下球壳内精确的电弹性场.通过数值算例考察了单层薄/厚球壳在内、外恒定温度作用下的稳态响应,以及相同厚度的单层与叠层球壳的不同热释电响应,发现厚度与结构形式不同可以显著改变其热释电效应.
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关键词
位移函数
应力函数
状态空间法
压电球壳
热释电效应
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职称材料
内含弹性介质功能梯度压电球壳的径向振动调控
被引量：
1
5
作者
刘承斌
陈伟球
+1 位作者
吕朝锋
王惠明
《固体力学学报》
CSCD
北大核心
2017年第6期537-543,共7页
针对内含弹性介质的功能梯度压电球壳的径向振动问题,利用变量替换技术,求得了解析解.该解适用于材料参数沿厚度按幂律变化且密度的梯度指标可与其它物理量的梯度指标不同的功能梯度压电球壳,克服了以往分析中所有材料参数梯度指标均假...
针对内含弹性介质的功能梯度压电球壳的径向振动问题,利用变量替换技术,求得了解析解.该解适用于材料参数沿厚度按幂律变化且密度的梯度指标可与其它物理量的梯度指标不同的功能梯度压电球壳,克服了以往分析中所有材料参数梯度指标均假设为相等的局限.数值结果表明,功能梯度压电球壳的径向振动特性可利用材料参数梯度指标、内部弹性介质的刚度以及内外径比进行有效调控.
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关键词
功能梯度材料
压电球壳
径向振动
梯度指标
弹性介质刚度
内外径比
原文传递
球面各向同性功能梯度压电球壳的三维热释电分析
6
作者
刘承斌
边祖光
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2010年第4期562-569,共8页
采用层合近似技术,将压电球壳划分成厚度足够小的若干薄层,从而可将每一层内的材料参数近似为常数。在此基础上,利用状态空间列式和级数展开方法进行了解析求解。导出了稳态热传导问题内外边界温度场状态变量的整体传递关系,从而可以由...
采用层合近似技术,将压电球壳划分成厚度足够小的若干薄层,从而可将每一层内的材料参数近似为常数。在此基础上,利用状态空间列式和级数展开方法进行了解析求解。导出了稳态热传导问题内外边界温度场状态变量的整体传递关系,从而可以由边界处的温度条件决定球壳内任一点的温度场。给出了两类电弹性状态方程和相应的整体传递关系,其中第二类含有与温度场有关的非齐次项,从而可以确定由温度荷载引起的耦合电弹性场。最后给出了算例,讨论了材料梯度指标对非均匀球壳热释电响应的影响。
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关键词
功能梯度压电球壳
热释电效应
层合模型
位移函数
应力函数
状态空间法
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职称材料
基于球形压电陶瓷的耐压水听器
被引量：
2
7
作者
王文龙
笪良龙
尹航
《应用声学》
CSCD
北大核心
2020年第2期268-274,共7页
利用球形压电陶瓷自身所具有的耐压能力,采用径向极化空气背衬压电球壳换能器作为声学接收敏感元件,设计并制作了一种球形耐压水听器。首先对其低频开路接收灵敏度和谐振频率等声学特性进行了分析和有限元仿真,然后对其强度和稳定性等...
利用球形压电陶瓷自身所具有的耐压能力,采用径向极化空气背衬压电球壳换能器作为声学接收敏感元件,设计并制作了一种球形耐压水听器。首先对其低频开路接收灵敏度和谐振频率等声学特性进行了分析和有限元仿真,然后对其强度和稳定性等耐压性能进行了分析和有限元仿真,最后对其声学性能和耐压能力进行了测试。测试表明,该球形耐压水听器的直径为36 mm,工作频段为50 Hz10 kHz,低频接收灵敏度为198:4 dB(0 dB=1 V/Pa),等效自噪声谱级为46.5 dB@1 kHz,其耐压深度可达3000 m。该耐压水听器为大深度水听器设计提供了参考,在深水声学领域具有重要的应用价值。
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关键词
压电球壳
耐压
水听器
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职称材料
题名
基于L-S理论的压电球壳广义热冲击分析
被引量：
4
1
作者
刘承斌
刘文耀
陈伟球
王惠明
吕朝锋
机构
浙江大学土木工程学系
宁波职业技术学院海天学院
浙江大学工程力学学系
浙江大学浙江省软体机器人与智能器件研究重点实验室
浙江大学软物质科学研究中心
出处
《浙江大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第6期1185-1193,共9页
基金
国家自然科学基金创新研究群体资助项目(11621062)
文摘
基于L-S广义热弹性理论,针对压电球壳受表面球对称热冲击作用下的热弹性问题进行分析.从三维压电弹性理论基本方程出发,利用Laplace变换,建立耦合的6阶状态方程;采用层合近似模型,将状态方程转化为关于径向坐标的常系数状态方程.利用界面连续条件得到球壳内、外状态变量的整体传递关系,结合球壳内、外边界条件,可以确定频域内所有状态变量,通过数值反变换获得时域解.数值算例给出热冲击作用下压电球壳的位移、应力、电势和温度等物理量的分布规律,考察热松弛时间对热冲击作用效果的影响.
关键词
L-S广义热弹性
压电球壳
LAPLACE变换
状态空间法
热冲击
Keywords
L-S
generalized
thermoelasticity
piezoelectric
spherical
shell
Laplace
transform
state
spacemethod
thermal
shock
分类号
O343 [理学—固体力学]
TB381 [理学—力学]
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职称材料
题名
具有弱界面特性叠层压电球壳的自由振动
被引量：
2
2
作者
刘承斌
吕朝锋
机构
浙江大学土木系
出处
《固体力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第3期317-324,共8页
基金
国家自然科学基金项目(10725210
10972193
+1 种基金
11090333)
浙江省重点科技创新团队项目(2011R09025-04)资助
文摘
针对具有弱界面的叠层压电球壳自由振动,引入两个位移和应力函数,从三维压电弹性理论基本方程出发建立了分别对应于两类振动形式的独立状态方程,并通过球面谐函数展开技术以及近似层合模型将其化为关于径向坐标的常系数状态方程.采用弱界面模型建立状态向量的界面传递关系,与层内传递关系得到球壳内外状态变量的整体传递关系.最后考虑球壳内外边界自由条件,得到了两类振动形式的频率方程.通过与已有精确解的比较验证了论文解的准确性,数值详细表明弱界面弹性柔性系数的大小对叠层球壳自振频率有较大影响,但弱界面导电性的高低对自振频率的影响不大.
关键词
压电球壳
弱界面
自振频率
状态空间法
传递矩阵
Keywords
piezoelectric
spherical
shell
,
imperfect
interface,
natural
frequency,
state-space
method,
transfer
matrix
分类号
O324 [理学—一般力学与力学基础]
原文传递
题名
空气背衬压电圆管和压电球壳耐压性能研究
被引量：
1
3
作者
王文龙
笪良龙
机构
海军潜艇学院航海观通系
海洋科学与技术国家实验室
出处
《压电与声光》
CAS
北大核心
2019年第6期824-829,共6页
文摘
为了解决大深度水听器的耐压问题,对空气背衬压电圆管和压电球壳换能器的强度与稳定性失效进行了理论计算,并使用有限元仿真软件对其进行结构静力仿真和特征值屈曲仿真。计算和仿真结果表明,空气背衬压电圆管和压电球壳自身具有相当的耐压性能,可以用于制作耐压3 km以上的大深度水听器。随后制作了1个直径φ30 mm、厚3 mm的压电球壳水听器,并通过了30 MPa耐压测试。最后采用有限元仿真法研究了高静水压对压电圆管和压电球壳换能器灵敏度的影响。仿真结果显示,高静水压会导致压电圆管和压电球壳换能器灵敏度损失,且静水压越高,灵敏度损失越快。
关键词
压电圆管
压电球壳
耐压
结构静力仿真
特征值屈曲仿真
灵敏度
Keywords
piezoelectric
tube
piezoelectric
spherical
shell
pressure-resistant
static
structural
simulation
eigenvalue
buckling
simulation
sensitivity
分类号
TN384 [电子电信—物理电子学]
TM22 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
叠层压电球壳的三维热释电分析
被引量：
1
4
作者
刘承斌
边祖光
陈伟球
机构
浙江大学土木工程学系
浙江大学宁波理工学院土建分院
浙江大学工程力学系
出处
《浙江大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第6期1067-1073,共7页
基金
国家杰出青年科学基金资助项目(10725210)
文摘
从球壳热传导方程出发,建立一个关于温度场的二阶齐次状态方程,并采用级数展开技术和矩阵理论进行精确求解.利用界面连续条件导出叠层球壳内、外表面温度场状态矢量的传递关系,进而利用内、外表面的温度边界条件精确确定球壳内的温度分布.基于热释电弹性体的三维基本方程,引入3个位移函数与2个应力函数,导出1个二阶齐次状态方程和1个六阶非齐次状态方程,并采用几乎相同的求解策略得到了边界温度作用下球壳内精确的电弹性场.通过数值算例考察了单层薄/厚球壳在内、外恒定温度作用下的稳态响应,以及相同厚度的单层与叠层球壳的不同热释电响应,发现厚度与结构形式不同可以显著改变其热释电效应.
关键词
位移函数
应力函数
状态空间法
压电球壳
热释电效应
Keywords
displacement
function
stress
function
state-space
method
piezoelectric
spherical
shell
pyroelectric
effect
分类号
O343.6 [理学—固体力学]
O343.8 [理学—力学]
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职称材料
题名
内含弹性介质功能梯度压电球壳的径向振动调控
被引量：
1
5
作者
刘承斌
陈伟球
吕朝锋
王惠明
机构
浙江大学土木工程学系
浙江大学工程力学系
出处
《固体力学学报》
CSCD
北大核心
2017年第6期537-543,共7页
基金
国家自然科学基金项目(11372273
11621062)资助
文摘
针对内含弹性介质的功能梯度压电球壳的径向振动问题,利用变量替换技术,求得了解析解.该解适用于材料参数沿厚度按幂律变化且密度的梯度指标可与其它物理量的梯度指标不同的功能梯度压电球壳,克服了以往分析中所有材料参数梯度指标均假设为相等的局限.数值结果表明,功能梯度压电球壳的径向振动特性可利用材料参数梯度指标、内部弹性介质的刚度以及内外径比进行有效调控.
关键词
功能梯度材料
压电球壳
径向振动
梯度指标
弹性介质刚度
内外径比
Keywords
functionally
graded
material,
piezoelectric
spherical
shell
,
radial
vibration,
gradient
index,
filling
elastic
medium,
inner-to-outer
radius
ratio
分类号
TB34 [一般工业技术—材料科学与工程]
原文传递
题名
球面各向同性功能梯度压电球壳的三维热释电分析
6
作者
刘承斌
边祖光
机构
浙江大学土木系
浙江大学宁波理工学院
出处
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2010年第4期562-569,共8页
基金
国家杰出青年科学基金(10725210)
浙江省自然科学基金(Y6100234)
文摘
采用层合近似技术,将压电球壳划分成厚度足够小的若干薄层,从而可将每一层内的材料参数近似为常数。在此基础上,利用状态空间列式和级数展开方法进行了解析求解。导出了稳态热传导问题内外边界温度场状态变量的整体传递关系,从而可以由边界处的温度条件决定球壳内任一点的温度场。给出了两类电弹性状态方程和相应的整体传递关系,其中第二类含有与温度场有关的非齐次项,从而可以确定由温度荷载引起的耦合电弹性场。最后给出了算例,讨论了材料梯度指标对非均匀球壳热释电响应的影响。
关键词
功能梯度压电球壳
热释电效应
层合模型
位移函数
应力函数
状态空间法
Keywords
functionally
gradient
piezoelectric
spherical
shell
pyroelectric
effect
laminate
model
displacement
function
stress
function
state-space
method
分类号
O343.6 [理学—固体力学]
O343.8 [理学—力学]
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职称材料
题名
基于球形压电陶瓷的耐压水听器
被引量：
2
7
作者
王文龙
笪良龙
尹航
机构
海军潜艇学院
海洋科学与技术国家实验室
出处
《应用声学》
CSCD
北大核心
2020年第2期268-274,共7页
文摘
利用球形压电陶瓷自身所具有的耐压能力,采用径向极化空气背衬压电球壳换能器作为声学接收敏感元件,设计并制作了一种球形耐压水听器。首先对其低频开路接收灵敏度和谐振频率等声学特性进行了分析和有限元仿真,然后对其强度和稳定性等耐压性能进行了分析和有限元仿真,最后对其声学性能和耐压能力进行了测试。测试表明,该球形耐压水听器的直径为36 mm,工作频段为50 Hz10 kHz,低频接收灵敏度为198:4 dB(0 dB=1 V/Pa),等效自噪声谱级为46.5 dB@1 kHz,其耐压深度可达3000 m。该耐压水听器为大深度水听器设计提供了参考,在深水声学领域具有重要的应用价值。
关键词
压电球壳
耐压
水听器
Keywords
piezoelectric
ceramic
spherical
shell
Pressure-resistant
Hydrophone
分类号
TB565.1 [交通运输工程—水声工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于L-S理论的压电球壳广义热冲击分析
刘承斌
刘文耀
陈伟球
王惠明
吕朝锋
《浙江大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
4
下载PDF
职称材料
2
具有弱界面特性叠层压电球壳的自由振动
刘承斌
吕朝锋
《固体力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2012
2
原文传递
3
空气背衬压电圆管和压电球壳耐压性能研究
王文龙
笪良龙
《压电与声光》
CAS
北大核心
2019
1
下载PDF
职称材料
4
叠层压电球壳的三维热释电分析
刘承斌
边祖光
陈伟球
《浙江大学学报（工学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
1
下载PDF
职称材料
5
内含弹性介质功能梯度压电球壳的径向振动调控
刘承斌
陈伟球
吕朝锋
王惠明
《固体力学学报》
CSCD
北大核心
2017
1
原文传递
6
球面各向同性功能梯度压电球壳的三维热释电分析
刘承斌
边祖光
《力学季刊》
CSCD
北大核心
2010
0
下载PDF
职称材料
7
基于球形压电陶瓷的耐压水听器
王文龙
笪良龙
尹航
《应用声学》
CSCD
北大核心
2020
2
下载PDF
职称材料
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