压电复合材料

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划压电复合材料　　压电复合材料的应用与分析　　摘要：压电复合材料是20世纪80年代开始兴起研究的新型压电材料，通过三十多年的研究，压电复合材料从理论、制造技术到应用开发都取得了很大进展。文章重点介绍了1-3型水泥基压电复合材料的制备、应用及其有限元分析计算方法。　　关键词：压电复合材料；水泥基压电复合材料；应用；有限元　　1压电复合材料　　压电材料由于响应速度快，测量精度高、性能稳定等优点而成为智能材料结构中广泛使用的传感材料和驱动材料。但是，单相压

2、电材料因存在明显的缺点而在实际应用中受到了很大的限制。例如，大多压电晶体存在着价格昂贵，机械强度低、化学稳定性差、易于潮解等缺点，在土木工程结构中使用时易损坏；压电陶瓷的脆性很大，经不起机械冲击和非对称受力，而且其极限应变小、密度大，与结构粘合后对结构的力学性能会产生较大的影响；压电聚合物虽然柔顺性好，但是使用温度范围小，压电应变常数较低，作为驱动器使用时驱动效果差。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制

3、定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　压电复合材料是20世纪80年代开始兴起研究新型压电材料，它是以环氧树脂、橡胶或PVDF等聚合物作为基体，以压电陶瓷作为电功能增强体而形成的复合材料。它综合了压电陶瓷和聚合物的特点，具有介电常数小、密度低、韧性好等特点。而且通过调节复合材料的微观结构和选择各相材料的性能，可以制作成性能多样的压电复合材料，适合各种需要。通过三十多年的研究，压电复合材料从理论、制造技术到应用开发都取得了很大进展。压电复合材料的类型与性能：　　压电复合材料一般是由压电陶瓷和聚合物基体按照一定的连接方式，一定的体积或质量比例和一定的空间

4、几何分布复合而成。压电复合材料的特性如电场通路、应力分布形式以及各种性能如压电性能、机械性能等主要由各相材料的连通方式来决定。按照各相材料的不同的连通方式，压电复合材料可以分为十种基本类型，即0-0、0-1、0-2、0-3、1-1、1-2、1-3、2-2、2-3、3-3型，第一个数字代表压电相，二个数字代表非压电相。其中研究最多的主要为0-3型、2-2型及1-3型压电复合材料。下面对这几种复合材料作简要介绍。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，

5、保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　0-3型压电复合材料是指在三维连通的聚合物基体中填充压电陶瓷颗粒而形成的压电复合材料。在0-3型压电复合材料中，由于压电陶瓷相主要以颗粒状呈弥散均匀分布，其电场通路的连通性明显差于1-3型压电复合材料，在复合材料中形不成压电陶瓷相的应力放大作用，因此与纯压电陶瓷相比，0-3型压电复合材料的压电应变常数就要低很多。然而，由于0-3型压　　第二章压电复合材料有限元分析方法　　1—3型压电复合材料常用的研究方法目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展

6、的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　第一、理论研究，包括利用细观力学和仿真软件进行数值分析的方法。人们对1-3型压电复合材料宏观等效特征参数进行研究时，从不同角度出发采用了形式多样的模型和理论，其中夹杂理论和均匀场理论具有代表性。夹杂理论的思想是，从细观力学出发，将1-3形压电复合材料的代表性体积单元作为夹杂处理。求解过程中，使用的最著名的两个模型为：Dilute模型和Mori-Tanaka模型。夹杂理论的优点是其解析解

7、能较好地反映材料的真实状况，解精度较高；缺点是其解题和计算过程烦琐，有时方程只能用数值方法求解。均匀场理论的思想是基于均匀场理论和混合定律，同时借助1-3型压电复合材料的细观力学模型导出其宏观等效特征参数。其基本的研究思路是：假设组成复合材料的每一相中力场和电场均匀分布，结合材料的本构方程得到1-3型压电复合材料的等效特征参数。Smith，Auld采用此理论研究了1-3型压电柱复合材料的弹性常数、电场、密度等等效特征参数。Gordon，John采用此理论研究了机电耦合系数、耗损因子、电学品质因子等等效特征参数。Bent,Hagood和Yoshikawa等基于

8、此理论对交叉指形电极压电元件等效特征参数进行了研究。