THUNDER元件热机电耦合动力学分析
Zhendong yu Chongji/Journal of Vibration and Shock（2010）
摘要
针对THUNDER型压电驱动器这一类特殊结构形式,提出一种包含4个位移节点,8个温度节点和2个电势节点的热机电耦合混合有限元模型,并基于虚功原理推导了热机电耦合有限元方程.针对物理属性截然不同的冷却阶段、再极化阶段和驱动阶段开展了动力学研究,并利用初始位移这一变量将它们有机地联结起来;系统地分析了该类驱动器的热机电耦合问题.数值算例表明:该混合有限元模型具有良好的计算精度;THUNDER型压电驱动器的驱动性能与其制造过程密切相关,且其驱动位移与外载荷的凹曲线关系使其具有良好的综合驱动性能;在实际应用中,当温度发生变化时,热应变对驱动性能具有重大影响,而焦电效应的影响相对较小但仍十分明显,体现出对THUNDER型压电驱动器开展热机电耦合动力学研究的重要性.
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关键词
Computer simulation,Dynamics,Finite element method,Piezothermoelastic,THUNDER actuator
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