陈昌萍,李良中,胡海涛,钱长照 ,洪　力

(1.湖南大学 机械与运载工程学院, 湖南 长沙　410082;2.厦门理工学院 土木工程与建筑学院, 福建 厦门　361024)



具损伤压电层合微梁的坍塌特性研究*

陈昌萍1,2†,李良中1,胡海涛2,钱长照2,洪力2

(1.湖南大学 机械与运载工程学院, 湖南 长沙410082;2.厦门理工学院 土木工程与建筑学院, 福建 厦门361024)

以压电层合微梁为研究对象，基于连续介质力学理论和Euler-Bernoulli梁理论，在考虑其尺寸效应和损伤效应的情况下，推导了具损伤压电层合微梁的非线性动力控制方程.采用伽辽金法和龙格库塔法进行求解，分析了多种参数对微梁结构坍塌特性的影响.结果表明，考虑几何非线性项使得损伤微梁具有更高的坍塌阈值电压；控制电压、微梁长度等参数的变化均对损伤微梁的坍塌阈值电压造成影响.最后，采用有限元软件进行仿真模拟计算，验证了理论计算结果的合理性.本文所得结论对微机电系统压电层合微梁结构的设计具有理论指导意义.

压电效应；层合微梁；损伤效应；尺寸效应；坍塌

MEMS作为智能化和集成化的微型系统在物理、生物、机械等多个行业中广泛运用.MEMS具有多种结构形式，其中压电微结构由于压电特性在MEMS结构中具有重要地位.一种主要的压电梁式微结构形式就是将压电片通过粘结剂粘结在弹性基体而形成层合压电微梁.层合压电微梁可作为执行器和传感器两种功能结构[1]，研究层合压电微梁在电场中的力学特性具有重……