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研究生： 邱育哲
Chiu, Yu-Che
論文名稱： 部分貼附式壓電材料添加膠黏劑之複合材料樑結構分析
Structural Analysis of a Composite Beam with Surface-Mounted Piezoelectric Material and Bonding Layer
指導教授： 王榮泰
Wang, Rong-Tyai
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 工程科學系
Department of Engineering Science
論文出版年： 2011
畢業學年度： 99
語文別： 中文
論文頁數： 132
中文關鍵詞： 膠黏劑 、壓電材料 、複合材料樑
外文關鍵詞： Bonding Layer, Piezoelectric Material, Composite Beam
相關次數： 點閱：134  下載：1 
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    • 本文為探討貼附式壓電材料添加膠黏劑的複合材料樑受集中外力-電壓作用之結構。利用應力、應變場和座標轉換推導出各層纖維方向的之應力、應變關係。
    由線性內插法可求得上下膠黏層的連續位移條件，並可得膠黏層的應力能與應變能。利用結構的應力、應變場與連續位移條件可推導出不同疊層下之應變能與動能。
    以Hamiltion’s Principle求得運動方程式與邊界條件。利用靜態方程式求得各方向通解，帶回各層應力、應變關係。
    施予負載-電壓，分析壓電材料厚度、纖維層堆疊角度，對於懸臂樑位移、應力與應變分佈之影響。

    The model of Timoshenko surface-mounted piezoelectric beams with bonding layer material is considered in this paper.

    The displacements of bonding layers are approximated by the linear interpolation of displacements at the top and bottom surface of the layer.

    The strain energy and kinetic energy are obtained of each component of the entire beam. The governing equations and boundary conditions of the entire beam are derived via Hamilton’s principle.

    An external force acting at the tip and thermal effect and a voltage applying at the actuator of the entire beam will be studied. The effects of location, length, thickness of the piezoelectric pairs and thickness of the bonding on deflection, electric charge, strain-stress distribution are investigated.

    摘要 I 英文摘要 II 誌謝 III 目錄 IV 圖目錄 XI 符號說明 XVII 第一章 緒論 1 §1-1前言 1 §1-2 研究步驟 3 §1-3 文獻回顧 4 第二章 研究架構 6 §2-1 研究架構流程 6 §2-2 本文基本設定 7 第三章 研究方法及內容 8 §3-1 運動方程式 8 §3-1-1 初始設定 8 §3-1-2 壓電材料基本參數 12 §3-1-3 壓電材料應變能 14 §3-1-4 複合材料層基本參數 15 §3-1-5 複合材料應變能 18 §3-1-6 膠黏層基本參數 19 §3-1-7 膠黏劑應變能 22 §3-1-8 整體樑之應變能與外力做功 23 §3-1-9 平衡方程式與邊界條件 24 第四章 靜態分析 30 §4-1 靜態平衡方程式 30 §4-1-1 第一、三跨距 30 §4-1-2 第二跨距 30 §4-2 位移之通解 32 §4-2-1 第一、三跨距 32 §4-2-2 第二跨距 33 §4-2-2-1 u1-u4，w1+w4，wc2，ψ1+ψ4，φc2之解 33 §4-2-2-2 u1+u4，w1-w4，uc2，ψ1-ψ4之解 38 §4-3 整體結構靜態響應 44 第五章 案例探討與模擬數據分析 51 §5-1 案例探討 51 §5-1-2 分組討論 53 §5-1-3 外力作用 54 §5-1-3-1 壓電材料厚度0.1 55 §5-1-3-1-1 w位移變化圖 55 §5-1-3-1-2-1 第一組 之應力分佈圖 56 §5-1-3-1-2-2 第一組 之應變分佈圖 57 §5-1-3-1-2-3 第一組 之x方向應力分佈圖 58 §5-1-3-1-2-4 第一組 之zx方向應力分佈圖 59 §5-1-3-1-3-1 第二組 之應力分佈圖 60 §5-1-3-1-3-2 第二組 之應變分佈圖 61 §5-1-3-1-3-3 第二組 之x方向應力分佈圖 62 §5-1-3-1-3-4 第二組 之zx方向應力分佈圖 63 §5-1-3-2 壓電材料厚度0.05 64 §5-1-3-2-1 w位移變化圖 64 §5-1-3-2-2-1 第三組 之應力分佈圖 65 §5-1-3-2-2-2 第三組 之應變分佈圖 66 §5-1-3-2-2-3 第三組 之x方向應力分佈圖 67 §5-1-3-2-2-4 第三組 之zx方向應力分佈圖 68 §5-1-3-2-3-1 第四組 之應力分佈圖 69 §5-1-3-2-3-2 第四組 之應變分佈圖 70 §5-1-3-2-3-3 第四組 之x方向應力分佈圖 71 §5-1-3-2-3-4 第四組 之zx方向應力分佈圖 72 §5-1-3-3 w方向位移比對圖 73 §5-1-3-3-1 疊層 73 §5-1-3-3-2 疊層 74 §5-1-3-4 壓電材料厚度0.1 75 §5-1-3-4-1 w位移變化圖 75 §5-1-3-4-2-1 第五組 之應力分佈圖 76 §5-1-3-4-2-2 第五組 之應變分佈圖 77 §5-1-3-4-2-3 第五組 之x方向應力分佈圖 78 §5-1-3-4-2-4 第五組 之zx方向應力分佈圖 79 §5-1-3-4-3-1 第六組 之應力分佈圖 80 §5-1-3-4-3-2 第六組 之應變分佈圖 81 §5-1-3-4-3-3 第六組 之x方向應力分佈圖 82 §5-1-3-4-3-4 第六組 之zx方向應力分佈圖 83 §5-1-3-5 壓電材料厚度0.05 84 §5-1-3-5-1 w位移變化圖 84 §5-1-3-5-2-1 第七組 之應力分佈圖 85 §5-1-3-5-2-2 第七組 之應變分佈圖 86 §5-1-3-5-2-3 第七組 之x方向應力分佈圖 87 §5-1-3-5-2-4 第七組 之zx方向應力分佈圖 88 §5-1-3-5-3-1 第八組 之應力分佈圖 89 §5-1-3-5-3-2 第八組 之應變分佈圖 90 §5-1-3-5-3-3 第八組 之x方向應力分佈圖 91 §5-1-3-5-3-4 第八組 之zx方向應力分佈圖 92 §5-1-3-6 w方向位移比對圖 93 §5-1-3-6-1 疊層 93 §5-1-3-6-2 疊層 94 §5-1-4 電壓作用 95 §5-1-4-1 壓電材料厚度0.1 96 §5-1-4-1-1 w位移變化圖 96 §5-1-4-1-2-1 第三組 之應力分佈圖 97 §5-1-4-1-2-2 第三組 之應變分佈圖 98 §5-1-4-1-3-1 第四組 之應力分佈圖 99 §5-1-4-1-3-2 第四組 之應變分佈圖 100 §5-1-4-2 壓電材料厚度0.05 101 §5-1-4-2-1 w位移變化圖 101 §5-1-4-2-2-1 第三組 之應力分佈圖 102 §5-1-4-2-2-2 第三組 之應變分佈圖 103 §5-1-4-2-3-1 第四組 之應力分佈圖 104 §5-1-4-2-3-2 第四組 之應變分佈圖 105 §5-1-4-3 w方向位移比對圖 106 §5-1-4-3-1 疊層 106 §5-1-4-3-2 疊層 107 §5-1-4-4 壓電材料厚度0.1 108 §5-1-4-4-1 w位移變化圖 108 §5-1-4-4-2-1 第五組 之應力分佈圖 109 §5-1-4-4-2-2 第五組 之應變分佈圖 110 §5-1-4-4-3-1 第六組 之應力分佈圖 111 §5-1-4-4-3-2 第六組 之應變分佈圖 112 §5-1-4-5 壓電材料厚度0.05 113 §5-1-4-5-1 w位移變化圖 113 §5-1-4-5-2-1 第七組 之應力分佈圖 114 §5-1-4-5-2-2 第七組 之應變分佈圖 115 §5-1-4-5-3-1 第八組 之應力分佈圖 116 §5-1-4-2-3-2 第八組 之應變分佈圖 117 §5-1-4-3 w方向位移比對圖 118 §5-1-4-3-1 疊層 118 §5-1-4-3-2 疊層 119 第六章 結論與建議 120 §6-1 結論 120 §6-2 建議 124 參考文獻 125 附錄A 127 附錄B 128 附錄C 129 附錄D 130 附錄E 131 自述 132

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    下載圖示 校內：2016-09-07公開
    校外：2016-09-07公開
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