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含有压电传感器和执行器的智能结构,在航空、航天领域有重要的应用价值。目前,对压电结构的研究主要集中在振动控制和变形控制。压电结构系统像其他结构系统一样,有很多随机性的因素,例如结构所承受的荷载、构件的实际尺寸、结构材料的弹性模量、及其破坏强度都是随机的。因此,对压电结构进行可靠性分析至关重要。本文主要进行了压电层合板的静力可靠性分析,压电框架结构的静力可靠性分析、稳定可靠性分析和动力可靠性分析。具体内容如下: 1.对压电框架结构,建立其有限元分析模型,其中包括静力分析有限模型,稳定分析有限元模型和动力分析有限元模型,在上面有限元模型的基础上,对压电框架结构分别进行静力、稳定和动力可靠性分析。 2.对压电层合板,在其静力有限元方程的基础上,分析了其在机电耦合效应下的静力可靠性。 3.研究压电材料的破坏机理,在静力和动力可靠性分析过程中,给出压电片单元破坏的判断准则,分别写出压电片单元由断裂破坏和击穿破坏引起的安全余量表达形式。 4.把压电材料的断裂强度、损伤电场强度、主体结构截面面积、惯性矩、外载荷、外加电压等作为随机变量,采用Taylor展开随机有限元法,求出安全余量对随机变量的偏导数;然后,对含有压电传感器和执行器的智能框架结构系统进行多失效模式下的可靠性分析,并换算为相应的可靠性指标。对压电层合板则取压电材料的断裂强度、损伤电场强度、各层厚度、外载荷为随机变量。