1.基于非线性压电效应预测压电陶瓷剪切运动位移的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：搭建压电陶瓷剪切叠堆位移测量平台
测量平台包括示波器(1)、测振仪控制器(2)、激光多普勒测振仪(3)、信号发生器(4)、电压放大器(5)及压电陶瓷剪切叠堆(6)，所述信号发生器(4)产生正弦交变电压信号，并通过所述电压放大器(5)放大以达到驱动压电陶瓷剪切叠堆(6)的电压要求，此时所述压电陶瓷剪切叠堆(6)开始简谐往复平移，其底部固定，上部为自由运动端，通过调节信号发生器(4)的输出信号，实现对压电陶瓷剪切叠堆(6)运动幅度及频率的控制，采用所述激光多普勒测振仪(3)对压电陶瓷剪切叠堆(6)的动态位移进行测量，测量的位移信号通过所述测振仪控制器(2)转化为电压信号以供示波器(1)进行采集，所述示波器(1)在采集位移信号的同时采集信号发生器(4)的输出信号，以比较激励信号和响应信号的相位差，分析压电陶瓷剪切叠堆(6)的压电效应的响应状态；
步骤二：获得压电陶瓷剪切叠堆遵循压电效应的最大响应频率
基于压电陶瓷的逆压电效应，以正弦变化信号为激励，在恒定激励电压情况下，测量压电陶瓷剪切叠堆(6)随激励频率逐渐增大的动态位移响应，计算激励信号与响应信号的相位差，得到压电陶瓷材料遵循压电效应的最大响应频率；
步骤三：测量不同电压和频率下压电陶瓷剪切叠堆的位移
在步骤二中获得的最大响应频率和压电陶瓷剪切叠堆(6)的额定电场的范围内，测量压电陶瓷剪切叠堆(6)在不同电压和频率激励下的位移量，获得与电压及频率相对应的位移实验数据；
步骤四：拟合提出的非线性压电本构方程
提出了同时考虑电场强度及频率依赖相关的非线性压电陶瓷剪切压电本构方程：
d15(e1，f)＝dlin(f)[1+(dn1(f)e1)1.2](7)
dlin(f)＝a1ln(f)+b1(8)
dnl(f)＝a2ln(f)+b2(9)
其中，s为压电陶瓷的应变量，t为外力导致陶瓷内部的应力，d为压电陶瓷的电位移量，e为施加的电场强度，ε为介电系数矩阵，s为弹性柔度矩阵，d15为压电剪切常数，dlin为压电剪切常数的线性系数，dnl为压电剪切常数的非线性系数，e1为垂直于极化方向的电场，f为交变压力的频率，a1和b1及a2和b2分别为线性方程的一次项系数和常数，
利用测得的实验数据对提出的压电本构方程进行拟合分析，确定公式(8)和公式(9)中a1，b1，a2，b2的数值，得到压电剪切常数d15随电场强度及其频率变化的压电本构方程完整表达式，
首先，对步骤三中测得的数据进行换算，电压换算成电场，位移换算成剪切应变，根据以下公式：
e1＝u1/t(10)
s＝u/t(11)
其中，u1为垂直于压电陶瓷极化方向施加的电压，t为压电陶瓷剪切片的厚度，u为剪切片所产生的位移量，
数据在压电叠堆不受外力的作用测得，故公式(6)中表示逆压电效应的部分可变为：
s＝d15·e1(12)
根据以上公式可以计算得到不同电压及不同频率的位移数据点所对应的压电剪切常数d15数值，在每个选定的频率f下，利用d15随电场e1变化的数据对公式(2)进行指数拟合，可以得到相应压电常数的线性系数dlin和压电常数的非线性系数dnl的估计值，通过对所有选定的频率进行如上的拟合计算，就可以得到不同频率下所对应的dlin和dnl的数值，以公式(8)和公式(9)为目标方程，以对数频率ln(f)为自变量，dlin和dnl为因变量进行线性拟合，就可得到dlin和dnl随频率f变化的表达式，之后带入到公式(7)中，并与公式(6)联立，得到考虑电场强度及其频率影响的压电陶瓷剪切压电本构方程；
步骤五：向本构方程输入期望的激励条件得到位移预测值
通过向该方程输入电场及其频率，就能得到压电陶瓷相应的剪切应变量，进而即可实现对压电陶瓷剪切运动位移进行预测。