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文档介绍:2
振动与冲击
第 26卷第 9期 JOURNAL OF V IBRATION AND SHOCK Vol. 26 No. 9 2007
基于布局优化的压电分流阻尼抑振实验研究
杨智春, 孙浩, 李凯翔, 张玲凌
(西北工业大学航空学院,西安 710072)
摘要: 建立了带压电分流阻尼系统的四边固支正方形弹性薄板振动控制的实验模型。针对其前五阶模态振动
响应的抑制问题,以压电元件存储的电能最大化为优化目标,对采用多个压电元件的压电分流阻尼系统进行了布局优化
分析。将压电元件布局优化后的压电分流阻尼系统应用于弹性薄板的多阶模态振动响应的抑制实验,分别研究了不同压
电元件数量和布局对抑振效果的影响。在压电分流阻尼抑振实验中,与分流电路开路时相比,电路闭路后弹性薄板的频
响函数在对应的模态频率处的幅值分别降低了 11. 90 dB、16. 94 dB、16. 94 dB、19. 91 dB和 16. 77 dB,说明经过布局优化
后的压电分流阻尼系统使弹性薄板的前五阶稳态响应都得到了很好的抑制。同时也进行了非优化布局的压电分流阻尼
抑振实验,实验结果对比表明,对压电元件进行布局优化可以明显提高压电分流阻尼系统的抑振效果。
关键词: 压电分流;布局优化;振动控制
中图分类号: TH113. 1 文献标识码: A
近些年来,压电分流阻尼抑振技术在振动控制研 PZT搭建了压电分流电路,使一个嵌入在隔声窗户中
究领域得到了很高的关注。利用正压电效应的压电分的薄板在 10 Hz~10 000Hz带宽内的声振响应降低了 7
流阻尼技术是将结构振动的机械能转变成电能,通过 dB,效果与传统的阻尼减振材料基本相同,但是其附加
分流电路中的发热电阻将电能转化为热能消耗掉,从质量远远小于后者[ 8 ] 。
而对机械振动系统产生抑制振动的阻尼作用。作为一我们注意到,在上述利用压电分流阻尼抑制板结
种新颖的被动振动抑制技术,与利用压电材料逆压电构振动的研究中,都没有考虑压电分流阻尼系统中压
效应的主动振动控制技术相比,压电分流阻尼抑振技电元件的布局优化[ 9 ] ,同时,对于建立压电分流电路也
术具有结构简单、鲁棒性好的优点,在振动控制领域有都没有相应的理论指导,使得压电分流阻尼系统的抑
着广泛的应用前景。振效能没有得到最优的发挥。本文针对上述研究中存
在压电分流阻尼抑振技术[ 1, 2 ]的研究中,早期的理在的这些问题,以粘贴多片 PZT材料的四边固支弹性
论分析和实验验证工作基本上都是以典型的梁结构为薄板的振动抑制为研究对象,采用 RL串联型压电分流
对象来开展的[ 3, 4 ] ,对于其它典型结构的压电分流阻尼电路为基础的压电分流阻尼系统,对分流电路的搭建
抑振研究相对较少,近几年来,不断有一些针对工程上以及系统中多片压电元件的布局优化进行了理论分析
常用的板壳结构的压电分流阻尼抑振的研究报道。如和实验研究,取得了十分明显的减振效果。
W u利用粘贴在 F - 15 飞机机身蒙皮结构模型上的 5
1 四边固支弹性薄板实验模型及压电元件的
片压电陶瓷材料( PZT)建立了单模态和多模态的压电
布局优化
分流电路,使四边固支壁板型的蒙皮在受到接近 90分
贝的声压激励时,第

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