CN107103157B - 一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法及装置 - Google Patents

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CN107103157B CN201710370089.4A CN201710370089A CN107103157B CN 107103157 B CN107103157 B CN 107103157B CN 201710370089 A CN201710370089 A CN 201710370089A CN 107103157 B CN107103157 B CN 107103157B
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Abstract

本发明公开了一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法及装置，包括用于粘结宏纤维复合材料悬臂梁，用于测量宏纤维复合材料在不同电压下的位移值Y1(V)和Y2(V)的激光位移传感器，用于接收电压值和位移值的dspace实时仿真系统，用于向宏纤维复合材料提供电压的高压放大器和用于计算压电常数d33的优化系数α和压电常数d31的优化系数β并将计算结果反馈至用户的计算机。本发明通过建立模型与实验相结合获取优化系数α和β，用于修正宏纤维复合材料力学模型，使其具有较高的精确度，为实际的工程应用做出精确的指导。

Description

一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法及装置
技术领域
本发明涉及结构工程、自动控制领域，具体涉及一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法及装置。
背景技术
宏纤维复合材料(MFC)是一种由NASA的Langley研究中心研制的智能压电纤维复合材料，主要由三层组成，包括上下两层的交叉指型电极层与中间的压电陶瓷纤维和聚合物基质。由于MFC具有质量轻、韧性大、出力大、易于粘贴与布置等特点，因此它非常适用于薄壁板壳或梁的振动控制，具有很好的发展前景。
压电常数d33、d31以|E|＞1kV/mm为高压和|E|＜1kV/mm为低压提供了两组压电常数，分别是高压压电常数与低压压电常数。但是在实际应用中随着电压的改变，MFC的压电常数d33、d31的变化应该是一个渐变的过程而非在某一电压处发生突变。因此在使用这两组压电常数计算时，有限元模拟值与试验值相差较大。这说明了由这两组压电常数d33、d31得到的力学模型不够精确。力学模型的精确度对MFC在仿真分析与结构控制中是至关重要的，力学模型不精确会降低仿真分析精确度与增加控制难度，而且直接使用这两组压电常数很难对实际的工程应用做出精确的指导。因此提高MFC力学模型的精确度是MFC在结构控制应用中的重要问题之一。
通过优化系数对力学模型进行修正是提高模型精确度的有效方法，但目前对于MFC力学模型，如何获取有效的优化系数来修正MFC力学模型以提高MFC力学模型的精确度还未有相关的报道。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中由于MFC力学模型的精确度不高而降低仿真分析精确度和增加控制难度的问题，提供一种MFC压电常数优化系数的获取方法及装置，能够有效的获取压电常数d33、d31的优化系数，通过其修正后的MFC力学模型具有较高的精确度，为实际的工程应用做出精确的指导。
本发明提供一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，包括以下步骤：
S1、将宏纤维复合材料粘贴至悬臂梁上；
S2、在宏纤维复合材料上选取两点M1和M2，采用高压放大器为宏纤维复合材料提供电压，通过激光位移传感器测量点M1和M2在电压V下的位移值Y1(V)和Y2(V)；
S3、建立悬臂梁的有限元模型，将电压V下只考虑压电常数d33的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值X11(V)和X12(V)；
S4、建立悬臂梁的有限元模型，将不同电压下只考虑压电常数d31的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值X21(V)和X22(V)；
S5、建立压电常数优化系数模型：
αX11(V)+βX21(V)＝Y1(V)
αX12(V)+βX22(V)＝Y2(V)
式中：
X11(V)为在电压V下点M1处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
X12(V)为在电压V下点M2处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
X21(V)为在电压V下点M1处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
X22(V)为在电压V下点M2处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
Y1(V)为在电压V下点M1处实际测量位移值；
Y2(V)为在电压V下点M2处实际测量位移值；
α为压电常数d33的优化系数；
β为压电常数d31的优化系数；
通过计算即可得到电压V下的压电常数d33的优化系数α和压电常数d31的优化系数β。
本发明所述的一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，作为优选方式，还包括以下步骤：
S6、在不同电压下重复步骤S2～S5即可得到压电常数d33的优化系数α与压力的函数关系α(V)和压电常数d31的优化系数β与压力的函数关系β(V)。
本发明所述的一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，作为优选方式，步骤S2中点M1和M2不位于沿悬臂梁宽度方向中心处。由于悬臂梁宽度中心处的位移受压电常数d31的影响较小，已此处为测量点会增加测量的误差。
本发明所述的一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，作为优选方式，包括以下步骤：
S1、将宏纤维复合材料粘贴至悬臂梁自由端、中部和根部，分别标记为实验材料A、实验材料B和实验材料C；
S2、在实验材料A的宏纤维复合材料上选取两点M1和M2，采用高压放大器为宏纤维复合材料提供电压，通过激光位移传感器测量点M1和M2在电压V下的位移值YA1(V)和YA2(V)；
S3、建立悬臂梁的有限元模型，将电压V下只考虑压电常数d33的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值XA11(V)和XA12(V)；
S4、建立悬臂梁的有限元模型，将不同电压下只考虑压电常数d31的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值XA21(V)和XA22(V)；
S5、建立压电常数优化系数模型：
αAXA11(V)+βAXA21(V)＝YA1(V)
αAXA12(V)+βAXA22(V)＝YA2(V)
式中：
XA11(V)为实验材料A在电压V下点M1处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
XA12(V)为实验材料A在电压V下点M2处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
XA21(V)为实验材料A在电压V下点M1处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
XA22(V)为实验材料A在电压V下点M2处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
YA1(V)为实验材料A在电压V下点M1处实际测量位移值；
YA2(V)为实验材料A在电压V下点M2处实际测量位移值；
αA为实验材料A压电常数d33的优化系数；
βA为实验材料B压电常数d31的优化系数；
S6、重复步骤S2～S5，分别得出实验材料B压电常数d33的优化系数αB、实验材料B压电常数d31的优化系数βB、实验材料C压电常数d33的优化系数αC和实验材料C压电常数d31的优化系数βC；
S7、计算αA、αB、αC的平均值即可得到压电常数d33的优化系数α；计算βA、βB和βC的平均值即可得到压电常数d31的优化系数β。
将宏纤维复合材料粘贴悬臂梁的不同位置(自由端、中部和根部)分别测量再计算平均值，可以进一步消除粘贴位置对测试结果的影响，使经过优化系数α和β修正后的宏纤维复合材料力学模型具有更好的精确度。
本发明所述的一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，作为优选方式，还包括以下步骤：
S8、在不同电压下重复步骤S2～S7即可得到压电常数d33的优化系数α与压力的函数关系α(V)和压电常数d31的优化系数β与压力的函数关系β(V)。
本发明所述的一种用于测量宏纤维复合材料压电系数优化系数的装置，其特征在于：包括：
悬臂梁：用于粘结宏纤维复合材料，根据宏纤维复合材料粘贴的位置不同分为：
悬臂梁A：宏纤维复合材料粘贴在悬臂梁的自由端；
悬臂梁B：宏纤维复合材料粘贴在悬臂梁的中部；
悬臂梁C：宏纤维复合材料粘贴在悬臂梁的根部；
激光位移传感器：设置在宏纤维复合材料上方，用于测量宏纤维复合材料选取点M1和M2在不同电压下的位移值Y1(V)和Y2(V)，并将位移值传送至dspace实时仿真系统；
dspace实时仿真系统：用于接收高压放大器传送的电压值，用于接收激光位移传感器传送的位移值，并将电压值和位移值传送至计算机；
高压放大器：与宏纤维复合材料相连，用于向宏纤维复合材料提供电压，并将电压值传送至dspace实时仿真系统；
计算机：用于计算压电常数d33的优化系数α和压电常数d31的优化系数β并将计算结果反馈至用户。
本发明在使用过程中，先将dspace实时仿真系统分别与计算机、高压放大器和激光位移传感器相连，再将测试用的宏纤维复合材料粘贴在悬臂梁上并与高压放大器连接，激光位移传感器放置在宏纤维复合材料的上方。测试时，在宏纤维复合材料上选取两点M1和M2，采用高压放大器为宏纤维复合材料提供电压，通过激光位移传感器测量点M1和M2在电压V下的位移值Y1(V)和Y2(V)；建立悬臂梁的有限元模型分别计算电压V下只考虑压电常数d33的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处点M1和M2的位移模拟值X11(V)和X12(V)和只考虑压电常数d33的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处点M1和M2的位移模拟值X21(V)、X22(V)。最后建立模型计算出电压V下压电常数d33的优化系数α和压电常数d31的优化系数β。
本发明进一步通过测试不同电压V下压电常数d33的优化系数α和压电常数d31的优化系数β，可以得到优化系数α和β与电压V之间的函数关系式α(V)和β(V)。
本发明进一步将宏纤维复合材料设置在悬臂梁的不同位置上测量优化系数α和β，再通过计算平均值，可以进一步消除粘贴位置对测试结果的影响，使经过优化系数α和β修正后的宏纤维复合材料力学模型具有更好的精确度，实际的工程应用做出精确的指导。
附图说明
图1为一种用于获取宏纤维复合材料压电常数优化系数的装置组成图；
图2为宏纤维复合材料在悬臂梁上不同位置粘贴的示意图；
图3为一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法实施例1的流程图；
图4为一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法实施例2的流程图；
图5为一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法实施例3的流程图；
图6为一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法实施例3的流程图。
附图说明：1、宏纤维复合材料；2、悬臂梁A；3、悬臂梁B；4、悬臂梁C；5、激光位移传感器；6、dspace实时仿真系统；7、高压放大器；8、计算机。
具体实施方式
本发明提供一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，其装置如图1所示，dspace实时仿真系统分别与计算机、高压放大器和激光位移传感器相连，宏纤维复合材料粘贴在悬臂梁上，并根据粘贴位置分为悬臂梁A、悬臂梁B和悬臂梁C，如图2所示，高压放大器与宏纤维复合材料相连，用于向宏纤维复合材料提供电压V，激光位移传感器设置在宏纤维复合材料的上方。
实施例1
如图3所示，一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，包括以下步骤：
S11、将宏纤维复合材料粘贴至悬臂梁的自由端；
S12、在宏纤维复合材料上选取两点M1和M2，采用高压放大器为宏纤维复合材料提供电压，通过激光位移传感器测量点M1和M2在电压V下的位移值Y1(V)和Y2(V)；
S13、建立悬臂梁的有限元模型，将电压V下只考虑压电常数d33的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值X11(V)和X12(V)；
S14、建立悬臂梁的有限元模型，将不同电压下只考虑压电常数d31的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值X21(V)和X22(V)；
S15、建立压电常数优化系数模型：
αX11(V)+βX21(V)＝Y1(V)
αX12(V)+βX22(V)＝Y2(V)
式中：
X11(V)为在电压V下点M1处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
X12(V)为在电压V下点M2处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
X21(V)为在电压V下点M1处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
X22(V)为在电压V下点M2处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
Y1(V)为在电压V下点M1处实际测量位移值；
Y2(V)为在电压V下点M2处实际测量位移值；
α为压电常数d33的优化系数；
β为压电常数d31的优化系数；
通过计算即可得到电压V下的压电常数d33的优化系数α和压电常数d31的优化系数β。
实施例2
如图4所示，一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，包括以下步骤：
S21、将宏纤维复合材料粘贴至悬臂梁的自由端；
S22、在宏纤维复合材料上选取两点M1和M2，采用高压放大器为宏纤维复合材料提供电压，通过激光位移传感器测量点M1和M2在电压V下的位移值Y1(V)和Y2(V)；
S23、建立悬臂梁的有限元模型，将电压V下只考虑压电常数d33的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值X11(V)和X12(V)；
S24、建立悬臂梁的有限元模型，将不同电压下只考虑压电常数d31的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值X21(V)和X22(V)；
S25、建立压电常数优化系数模型：
αX11(V)+βX21(V)＝Y1(V)
αX12(V)+βX22(V)＝Y2(V)
式中：
X11(V)为在电压V下点M1处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
X12(V)为在电压V下点M2处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
X21(V)为在电压V下点M1处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
X22(V)为在电压V下点M2处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
Y1(V)为在电压V下点M1处实际测量位移值；
Y2(V)为在电压V下点M2处实际测量位移值；
α为压电常数d33的优化系数；
β为压电常数d31的优化系数；
通过计算即可得到电压V下的压电常数d33的优化系数α和压电常数d31的优化系数β；
S26、在不同电压下重复步骤S22～S25即可得到压电常数d33的优化系数α与压力的函数关系α(V)和压电常数d31的优化系数β与压力的函数关系β(V)。
本实施例与实施例1相比增加了测试不同电压下的优化系数α和β，并能够通过得到的函数关系α(V)和β(V)进一步计算其它未测量电压下的优化系数α和β，进一步扩大了其应用范围。
实施例3
如图5所示，一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，包括以下步骤：
S31、将宏纤维复合材料粘贴至悬臂梁自由端、中部和根部，分别标记为实验材料A、实验材料B和实验材料C；
S32、在实验材料A的宏纤维复合材料上选取两点M1和M2，采用高压放大器为宏纤维复合材料提供电压，通过激光位移传感器测量点M1和M2在电压V下的位移值YA1(V)和YA2(V)；
S33、建立悬臂梁的有限元模型，将电压V下只考虑压电常数d33的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值XA11(V)和XA12(V)；
S34、建立悬臂梁的有限元模型，将不同电压下只考虑压电常数d31的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值XA21(V)和XA22(V)；
S35、建立压电常数优化系数模型：
αAXA11(V)+βAXA21(V)＝YA1(V)
αAXA12(V)+βAXA22(V)＝YA2(V)
式中：
XA11(V)为实验材料A在电压V下点M1处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
XA12(V)为实验材料A在电压V下点M2处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
XA21(V)为实验材料A在电压V下点M1处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
XA22(V)为实验材料A在电压V下点M2处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
YA1(V)为实验材料A在电压V下点M1处实际测量位移值；
YA2(V)为实验材料A在电压V下点M2处实际测量位移值；
αA为实验材料A压电常数d33的优化系数；
βA为实验材料B压电常数d31的优化系数；
S36、重复步骤S32～S35，分别得出实验材料B压电常数d33的优化系数αB、实验材料B压电常数d31的优化系数βB、实验材料C压电常数d33的优化系数αC和实验材料C压电常数d31的优化系数βC；
S37、计算αA、αB、αC的平均值即可得到压电常数d33的优化系数α；计算βA、βB和βC的平均值即可得到压电常数d31的优化系数β。
本实施例与实施例1和实施例2相比，增加了将宏纤维复合材料粘贴悬臂梁的不同位置(自由端、中部和根部)，可以进一步消除粘贴位置对测试结果的影响，使经过优化系数α和β修正后的MFC力学模型具有更好的精确度。
实施例4
如图6所示，一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，包括以下步骤：
S41、将宏纤维复合材料粘贴至悬臂梁自由端、中部和根部，分别标记为实验材料A、实验材料B和实验材料C；
S42、在实验材料A的宏纤维复合材料上选取两点M1和M2，采用高压放大器为宏纤维复合材料提供电压，通过激光位移传感器测量点M1和M2在电压V下的位移值YA1(V)和YA2(V)；
S43、建立悬臂梁的有限元模型，将电压V下只考虑压电常数d33的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值XA11(V)和XA12(V)；
S44、建立悬臂梁的有限元模型，将不同电压下只考虑压电常数d31的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值XA21(V)和XA22(V)；
S45、建立压电常数优化系数模型：
αAXA11(V)+βAXA21(V)＝YA1(V)
αAXA12(V)+βAXA22(V)＝YA2(V)
式中：
XA11(V)为实验材料A在电压V下点M1处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
XA12(V)为实验材料A在电压V下点M2处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
XA21(V)为实验材料A在电压V下点M1处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
XA22(V)为实验材料A在电压V下点M2处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
YA1(V)为实验材料A在电压V下点M1处实际测量位移值；
YA2(V)为实验材料A在电压V下点M2处实际测量位移值；
αA为实验材料A压电常数d33的优化系数；
βA为实验材料B压电常数d31的优化系数；
S46、重复步骤S42～S45，分别得出实验材料B压电常数d33的优化系数αB、实验材料B压电常数d31的优化系数βB、实验材料C压电常数d33的优化系数αC和实验材料C压电常数d31的优化系数βC；
S47、计算αA、αB、αC的平均值即可得到压电常数d33的优化系数α；计算βA、βB和βC的平均值即可得到压电常数d31的优化系数β；
S48、在不同电压下重复步骤S42～S47即可得到压电常数d33的优化系数α与压力的函数关系α(V)和压电常数d31的优化系数β与压力的函数关系β(V)。
本实施例与实施例3相比增加了测试不同电压下的优化系数α和β，并能够通过得到的函数关系α(V)和β(V)进一步计算其它未测量电压下的优化系数α和β，进一步扩大了其应用范围。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出的任何修改、变化或等效，都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将宏纤维复合材料粘贴至悬臂梁上；
S2、在宏纤维复合材料上选取两点M1和M2，采用高压放大器为宏纤维复合材料提供电压，通过激光位移传感器测量点M1和M2在电压V下的位移值Y1(V)和Y2(V)；
S3、建立悬臂梁的有限元模型，将电压V下只考虑压电常数d33的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值X11(V)和X12(V)；
S4、建立悬臂梁的有限元模型，将电压V下只考虑压电常数d31的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值X21(V)和X22(V)；
S5、建立压电常数优化系数模型：
αX11(V)+βX21(V)＝Y1(V)
αX12(V)+βX22(V)＝Y2(V)
式中：
X11(V)为在电压V下点M1处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
X12(V)为在电压V下点M2处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
X21(V)为在电压V下点M1处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
X22(V)为在电压V下点M2处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
Y1(V)为在电压V下点M1处实际测量位移值；
Y2(V)为在电压V下点M2处实际测量位移值；
α为压电常数d33的优化系数；
β为压电常数d31的优化系数；
通过计算即可得到电压V下的压电常数d33的优化系数α和压电常数d31的优化系数β。
2.根据权利要求1所述的一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，其特征在于：还包括以下步骤：
S6、在不同电压下重复步骤S2～S5即可得到压电常数d33的优化系数α与压力的函数关系α(V)和压电常数d31的优化系数β与压力的函数关系β(V)。
3.根据权利要求1所述的一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，其特征在于：步骤S2中所述的点M1和M2不位于沿悬臂梁宽度方向中心处。
4.根据权利要求1所述的一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，其特征在于：包括以下步骤：
S11、将宏纤维复合材料粘贴至悬臂梁自由端、中部和根部，分别标记为实验材料A、实验材料B和实验材料C；
S21、在实验材料A的宏纤维复合材料上选取两点M1和M2，采用高压放大器为宏纤维复合材料提供电压，通过激光位移传感器测量点M1和M2在电压V下的位移值YA1(V)和YA2(V)；
S31、建立悬臂梁的有限元模型，将电压V下只考虑压电常数d33的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值XA11(V)和XA12(V)；
S41、建立悬臂梁的有限元模型，将电压V下只考虑压电常数d31的宏纤维复合材料提供的平面应力与弯矩理论值作用于宏纤维复合材料实际粘贴处的相应节点处，得到点M1和M2在电压V下的位移模拟值XA21(V)和XA22(V)；
S51、建立压电常数优化系数模型：
αAXA11(V)+βAXA21(V)＝YA1(V)
αAXA12(V)+βAXA22(V)＝YA2(V)
式中：
XA11(V)为实验材料A在电压V下点M1处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
XA12(V)为实验材料A在电压V下点M2处只考虑压电常数d33的位移模拟值；
XA21(V)为实验材料A在电压V下点M1处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
XA22(V)为实验材料A在电压V下点M2处只考虑压电常数d31的位移模拟值；
YA1(V)为实验材料A在电压V下点M1处实际测量位移值；
YA2(V)为实验材料A在电压V下点M2处实际测量位移值；
αA为实验材料A压电常数d33的优化系数；
βA为实验材料A压电常数d31的优化系数；
S61、将实验材料A分别替换为实验材料B和实验材料C，重复步骤S21～S51，分别得出实验材料B压电常数d33的优化系数αB、实验材料B压电常数d31的优化系数βB、实验材料C压电常数d33的优化系数αC和实验材料C压电常数d31的优化系数βC；
S71、计算αA、αB、αC的平均值即可得到压电常数d33的优化系数α；计算βA、βB和βC的平均值即可得到压电常数d31的优化系数β。
5.根据权利要求4所述的一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，其特征在于：还包括以下步骤：
S8、在不同电压下重复步骤S21～S71即可得到压电常数d33的优化系数α与压力的函数关系α(V)和压电常数d31的优化系数β与压力的函数关系β(V)。
6.根据权利要求4所述的一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法，其特征在于：步骤S21中所述的点M1和M2不位于沿悬臂梁宽度方向中心处。
7.实施权利要求1～6其中任意一项所述的一种宏纤维复合材料压电常数优化系数的获取方法的装置，其特征在于：包括：
悬臂梁：用于粘结宏纤维复合材料(1)，根据宏纤维复合材料(1)粘贴的位置不同分为：
悬臂梁A(2)：宏纤维复合材料(1)粘贴在悬臂梁的自由端；
悬臂梁B(3)：宏纤维复合材料(1)粘贴在悬臂梁的中部；
悬臂梁C(4)：宏纤维复合材料(1)粘贴在悬臂梁的根部；
激光位移传感器(5)：设置在所述宏纤维复合材料(1)上方，用于测量所述宏纤维复合材料(1)的选取点M1和M2在不同电压下的位移值Y1(V)和Y2(V)，并将所述位移值传送至dspace实时仿真系统(6)；
dspace实时仿真系统(6)：用于接收高压放大器(7)传送的电压值，用于接收所述激光位移传感器(5)传送的位移值，并将所述电压值和所述位移值传送至计算机(8)；
高压放大器(7)：与所述宏纤维复合材料(1)相连，用于向所述宏纤维复合材料(1)提供电压，并将电压值传送至所述dspace实时仿真系统(6)；
计算机(8)：用于计算压电常数d33的优化系数α和压电常数d31的优化系数β并将计算结果反馈至用户。
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