压电层合梁程序设计与分析：基于ANSYS的APDL实现

"多点埋置压电层合梁的程序设计与数值分析" 本文主要探讨了多点埋置压电层合梁的程序设计与数值分析方法，由王建国、丁根芳和覃艳共同撰写。研究从压电材料的本构方程出发，结合Hamilton原理，构建了压电层合结构的有限元模型。在这个基础上，利用ANSYS的二维四节点四边形单元，特别是其压电耦合特性，通过ANSYS参数化设计语言（APDL）编写了一个名为MPFEMP的通用有限元分析程序。该程序可以处理任意数量的压电片埋置于结构内部的情况，支持力-电多场分析。 MPFEMP程序在验证了退化模型的正确性后，对一个包含n组压电片的复合梁进行了计算，并对比分析了不同边界条件、压电片长度(a)和位置(b)变化对梁变形的影响。通过计算实例，观察到的结果曲线揭示了一些有价值的结论，对于指导压电片在结构内部的设计具有实际参考价值。此外，这个程序还能为复杂不规则压电复合结构的分析提供强大的有限元计算支持。 压电层合结构因其在传感器和致动器领域的广泛应用，特别是在结构健康监测、静力形状控制和振动控制等方面的优势，成为了近年来的研究焦点。国内外许多学者，如Crawley、Tzou和Tseng、Benjeddou、Lammering、Heyliger、Lee和Saravanos、Tian与Shen、丁皓江以及Song等，都对此领域做出了重要贡献，推动了压电多层结构分析的有限元数值方法的发展。 文章首先介绍了压电层合结构在航天、精密控制和土木工程智能结构中的应用背景，然后详细阐述了所开发的程序及其在理论分析和实际计算中的应用，最后通过实例验证了程序的有效性和实用性。这些研究成果不仅为压电结构设计提供了新的工具，也为未来更复杂的压电复合结构分析打下了坚实的基础。