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第30卷第2期压电与声光 Vol. 30 No. 2
2008年4月 PIEZO EL ECTECTRICS & ACOUSTOOPTICS Apr. 2008
文章编号:1004 2474 (2008) 02 0183 04
压电分流阻尼系统中压电元件形状与布局优化
李凯翔,杨智春,孙浩,张玲凌
(西北工业大学航空学院,陕西西安 710072)
摘要:根据压电方程和材料力学方程推导出机电耦合情况下压电元件表面电荷计算公式,以此为优化目标,
对压电分流阻尼抑振系统中的压电元件形状和位置/ 布局进行了优化分析。在考虑了压电元件附加质量和附加刚
度的影响下,采用 ANASYS 的 APDL 语言对四边固支弹性薄铝板进行参数化建模,根据压电元件的模态应变来计
算电荷数量。使用拓扑优化方法得到对应于各阶模态的压电元件最优形状,并针对采用单片和多片压电元件的情
况,进行了对2应2于结构各阶振型的布局优化。根据分析结果,提出了压电分流阻尼系统的压电元件形状和位置/ 布
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局优化的基本原则。将分析结果应用于一四边固支薄板的振动响应抑制实验取得了良好的抑振效果分流电路
2 , ,
闭合后第 1 阶和第 5 阶模态响应的幅值分别降低了 52. 9 %与 62. 6 % ,验证了压电元件形状和位置/ 布局优化的有
效性。
关键词:压电分流;形状优化;布局优化;阻尼抑振
中图分类号: T H113. 1 文献标识码:A
Prof ile and Placement Optimization for Piezoelectric Patches in 2
Piezoelectric Shunt Damping System
L I Kai xiang , YANG Zhi chun , SUN Hao , ZHANG Ling ling
(School of Aeronautics , Northwestern Polytechnical University , Xi′an 710072 , China)
Abstract : In this paper , the calculation equation for electrical charges of the piezoelectric patches electromechan
ically coupled with the structure is derived from the piezoelectric equation and the theory of material mechanics.
Then the investigation of profile and placement optimization for piezoelectric shunt damping system is performed
while the amount of electrical charges is selected as the objective function. In the finite element modeling of t