1-3型压电纤维主动薄壁梁扭转特性

从薄壁梁理论出发，在考虑扭转翘曲影响的情况下，推导了1-3型压电纤维复合材料主动薄壁梁的几何方程、本构方程和静力学控制方程。在此基础上，采用该理论分析了4类典型铺层方式的主动薄壁梁在控制电压作用下产生的主动力和变形模式。分析指出，采用适当的铺层方式，可以使得1-3型压电纤维复合材料主动薄壁梁具有主动扭转能力，特别是纯扭转能力。算例同时分析了主动薄壁梁主动扭转能力随压电纤维的体积比、铺层角、外界电场强度以及薄壁梁的长度等因素的变化规律。算例结果表明，本文分析方法具有较好的精度，1-3型压电纤维复合材料主动薄壁梁具有良好的主动扭转特性，这将大大扩大主动结构的自由度控制范围，特别是扭转自由度的控制范围。

Torsion Characteristics of Active Thin-walled Beam with 1-3 Piezoelectric Fiber Composites

Taking into consideration the torsional warping effect of thin-walled beams,this article derives the geometric equations,constitutive equations,and static controlling equations of active thin-walled beams with 1-3 piezoelectric fiber composites (PFC). Based on these,the active force and the deformation model are obtained for four typical types of active thin-walled beams with 1-3 PFC under the control of voltage. The analysis result shows that 1-3 PFC thin-walled beams possess active torsion ability,especia...