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研究生:孫謀正
研究生(外文):Mou-Zheng Sun
論文名稱:微觀力學分析水泥基壓電複合材料行為
論文名稱(外文):Micromechanics Analyzes the Behavior of Cement-based Piezoelectric Composites
指導教授:潘煌鍟潘煌鍟引用關係
指導教授(外文):Huang-Hsing Pan
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:土木工程與防災科技研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:105
中文關鍵詞:介質理論壓電鋯鈦酸鉛複合材料
外文關鍵詞:inclusionpiezoelectriccomposite
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水泥基壓電複合材料是由水泥漿體與鋯鈦酸鉛(Lead Zirconate Titanate, PZT)所構成的雙相複合材料(two-phase composite,水泥為母材,鋯鈦酸鉛為介質),當它受到外部作用力的影響時,導致PZT壓電陶瓷(介質)的壓電性質改變,而水泥基壓電複合材料的力學行為也會改變。本研究利用Eshelby的橢球體介質理論(Ellipsoidal Inclusion Theory)、Mori-Tanaka的母材平均應力 (Average Stress in The Matrix)及鐵電性區域轉換(Domain Switch of Ferroelectric)等三個理論,整合成為壓電材料之本構方程式,將以預測水泥基壓電複合材料的壓電應變常數(Piezoeletric Strain Factor),經實驗數據印證,理論預測值皆能涵蓋實驗結果。
The cement-based piezoelectric composite is two-phase composite; it consists of cement paste as the matrix and the Lead Zirconate Titanate as the inclusion. The induced piezoelectric property variation of Lead Zirconate Titanate (inclusion) of the cement-based piezoelectric composite under receiving the external force will vary whole behavior of the composite. Applied the Eshelby’s ellipsoidal inclusion theory, Mori-Tanaka’s average stress in the matrix and the theory of domain switch of ferroelectric theory, a constitutive equation of the cement-based piezoelectric composite is contributed. It’s compatible well while camparied this predictive piezoelectric strain factor of the cement-base piezoelectric composite with the experimental value of cement-based piezoelectric composite.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
符號說明 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究方法 2
1.4 研究步驟 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 智慧型結構 4
2.1.1 智慧型結構在土木工程的應用 4
2.1.2 壓電材料 4
2.2 壓電材料的特性 5
2.3 水泥基壓電複合材料的相關研究 6
2.3.1 水泥基壓電複合材料應用於土木工程的可行性 6
2.3.2 0-3型水泥基壓電複合材料 7
2.3.3 2-2型水泥基壓電複合材料 9
第三章 介質理論模擬水泥基壓電複合材料行為 18
3.1 前言 18
3.2 介質理論 19
3.3 鐵電性的區域轉換理論 23
3.3.1 壓電材料本構方程式 24
3.3.2 壓電材料Gibbs自由能系統 26
3.3.3 鐵電系統中區域轉換與整體平均反應的熱力學驅動力 31
3.4 水泥基壓電複合材料之鐵電區域轉換理論 34
3.5 水泥基壓電複合材料含不同排列方式的橢球體介質之彈性模數 43
第四章 模擬水泥基壓電複合材料行為 49
4.1 介質理論分析0-3型水泥基壓電複合材料行為 49
4.2 介質理論分析2-2型水泥基壓電複合材料行為 61
第五章 比較水泥基壓電複合材料之理論預測及實驗結果 67
5.1 水泥基壓電複合材料之壓電常數與應力-應變關係 67
5.2 0-3型水泥基壓電複合材料的應力-應變闗係 70
5.3 2-2型水泥基壓電複合材料之應力-應變行為 73
5.4 模擬水泥基壓電複合材料壓電常數 76
第六章 結論與建議 83
6.1 結論 84
6.2 建議 84
參考文獻 85
附錄 87
作者簡歷 93
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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