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Time-varying nonlinear dynamics of a deploying piezoelectric laminated composite plate under aerodynamic force

Acta Mechanica Sinica 2018年第2期34卷 303-314页

作者： S.F.Lu W.Zhang X.J.Song College of Science Inner Mongolia University of Technology College of Mechanical Engineering Beijing University of Technology

Using Reddy’s high-order shear theory for laminated plates and Hamilton’s principle, a nonlinear partial differential equation for the dynamics of a deploying cantilevered piezoelectric laminated composite plate, under the combined action of aerodynamic load and piezoelectric excitation, is introduced. Two-degree of freedom(DOF)nonlinear dynamic models for the time-varying coefficients describing the transverse vibration of the deploying laminate under the combined actions of a first-order aerodynamic force and piezoelectric excitation were obtained by selecting a suitable time-dependent modal function satisfying the displacement boundary conditions and applying second-order discretization using the Galerkin method. Using a numerical method, the time history curves of the deploying laminate were obtained, and its nonlinear dynamic characteristics,including extension speed and different piezoelectric excitations, were studied. The results suggest that the piezoelectric excitation has a clear effect on the change of the nonlinear dynamic characteristics of such piezoelectric laminated composite plates. The nonlinear vibration of the deploying cantilevered laminate can be effectively suppressed by choosing a suitable voltage and polarity.

关键词： Deploying piezoelectric laminated composite plate Time-varying nonlinear dynamics third-order shear deformation plate theory Time-dependent modal function Aerodynamic force

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