力电湿多物理场耦合Cell-Based光滑有限元法研究

• 作者: 刘铭瑞 周立明 李明
• 来源期刊: 东北大学学报（自然科学版）
• 学科: 物理学
• 关键词: Cell-based光滑有限元法 压电材料 静力学特性 吸湿效应 湿度
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 物理学
• 页码范围: 1363-1368
• 页数: 6页
• 分类号: O344
• 语种: 中文
• DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2020.09.24

摘要

为了解决压电结构在实际工程应用中受到空气湿度影响的问题,基于压电材料的本构方程、几何方程和平衡方程提出了力电湿多物理场耦合Cell-based光滑有限元模型.建立了一种新型压电俘能器,并对其简化模型的静力学性能进行求解,对比了不同湿度变化对结构性能的影响.与有限元法的计算结果对比,Cell-based光滑有限元法采用较少的网格就能够达到与有限元法采用较多的网格相同的精度,验证了本方法的正确性和有效性.研究发现,较小的湿度变化给结构的广义位移带来了较大的影响.压电结构在潮湿环境下的性能研究为复合材料产品化过程提供了理论依据.