包含不同层间横向相互作用的层合压电梁模型

本文试图提出一种一致且高效的压电层合梁分析方法。分析了三维截面变形和应力分布的假设对梁机电性能估计的影响。通过利用混合变分公式和拉格朗日乘子法，提出了一种考虑不同层间横向相互作用的欧拉-伯努利型梁模型。通过包含机械和电气运动学描述符以及正逆压电效应，描述了系统的完全耦合机电特性。对于夹层压电梁和双层梁，给出了梁本构系数的表达式，并突出了所提出模型的主要特征。与实验数据和标准建模方法的结果进行了比较。作为主要特点，所提出的梁模型能够一致地估计等效压电电容和横向正应力分布，即使对于由厚度相当的弹性层和压电层组成的梁也是如此。