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压电式发电路面的“路-器”力学响应数值模拟

论文摘要

为揭示压电式发电路面的应力集中现象,确定满足路用要求的发电器力学强度要求,首先,采用ABAQUS软件建立路面与压电器的"路-器"耦合模型,构建压电式发电路面与压电器的力学响应数值模拟技术;其次,模拟压电式发电路面在100 kN荷载作用下的拉应力、压应力、剪应力、拉应变、压应变与位移等力学响应,探讨了压电器形状（长方体、圆筒与圆柱）与材料（PZT-4、PZT-5H）对应力集中的影响;模拟不同材料与形状的压电器在不同埋置深度、平面位置以及荷载下的拉应力、压应力、剪应力、拉应变与压应变,探讨压电器的力学响应规律;最后,基于压电器的力学响应以及温度、超载与压路机的影响,提出了压电器的安全系数以及力学强度要求。研究结果表明:压电式发电路面的各种力学响应均大于不埋设压电器路面时,压电器埋入会导致路面出现应力集中,拉应力集中系数高达7.5以上,应力集中位置处于压电器周围;压电器形状对应力集中存在显著影响,长方体压电器引起的应力集中最弱,圆筒与圆柱压电器则基本一致;不同压电材料所引起的应力集中基本一致;压电器形状对压电器力学响应的影响较为显著,圆筒压电器的各项力学响应最高,长方体压电器次之,圆柱压电器最低。基于压电器的力学响应,以及温度、超载与压路机的影响,提出了压电器的安全系数以及强度要求。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 “路-器”耦合模型及其力学响应的数值模拟技术
  •   1.1 “路-器”耦合模型
  •   1.2 “路-器”力学响应的模拟技术
  • 2 压电式发电沥青路面的应力集中现象分析
  •   2.1 压电器形状对应力集中的影响
  •   2.2 压电器材料对应力集中的影响
  • 3 压电器的力学响应及力学强度要求
  •   3.1 压电器的力学响应结果
  •     3.1.1 压电器材料及形状的影响
  •     3.1.2 埋设深度的影响
  •     3.1.3 埋设平面位置的影响
  •     3.1.4 轴载的影响
  •   3.2 压电器的力学强度要求
  •     3.2.1 压电器力学响应的最大值
  •     3.2.2 安全系数k
  •     3.2.3 压电器的力学强度要求
  • 4 结 语

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 侯月琴,何创,纪小平

    关键词: 道路工程,沥青路面,压电效应,发电路面,力学响应,数值模拟

    来源: 长安大学学报(自然科学版) 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 公路与水路运输

    单位: 西安交通大学人居环境与建筑工程学院,广州市高速公路有限公司营运分公司,长安大学公路学院

    基金: 国家自然科学基金项目(51908460),中央高校基本科研业务费专项资金项目(300102219516,300102219520)

    分类号: U416.2

    DOI: 10.19721/j.cnki.1671-8879.2019.06.002

    页码: 12-19

    总页数: 8

    文件大小: 908K

    下载量: 162

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/64e3bb7c59666fd0f5679304.html