船舶智能结构振动反馈控制研究

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1、上海交通大学硕士学位论文船舶智能结构振动反馈控制研究姓名：陈建峰申请学位级别：硕士专业：工程力学指导教师：余音20070101上海交通大学硕士学位论文针对船舶结构特点，本文以PZT材料作为反馈传感器和控制作动器，粘贴在船舶板梁结构表面，形成智能结构反馈控制闭环系统。比较了利用VisualFortran编译的程序、ANSYS压电体单元以及自己开发的“压电壳单元”这三种方法来分析板壳型智能结构的特点。通过比较，选用恰当的方法对悬臂三明治板、梁、两端固支的钢板、T型加强筋和舱段进行了振动反馈控制研究，并初步研究了压电作动器的位

2、置对结构振动控制的影响。研究验证了智能结构在较大，较复杂的船舶结构振动控制中的可行性，给船舶结构振动控制提供了一种新的途径。关键词：智能结构，传感器，作动器，振动控制，ANSYS，三明治复合材料，T型加筋板，舱段上海交通大学硕士学位论文AbstractTheanalysisandnumericalimitationofvibrationfeedbackcontrolofsmartmarinestructurewasstudiedinthisdissertation.Theanalyticalprogramexploita

3、tionswascarriedthrough,includingcompilingandeditingthesmartstructureFEAcodeonVisualFortran,andthesecondaryexploitingforsmartstructureanalysisoncommercialsoftwareANSYS,astheinsufficiencyofthecapabilityofsmartstructureanalysisandcontrolimitationincommercialfiniteel

4、ementanalysissoftware.Andtheprogramsdevelopedwereusedtoinvestigatethevibrationfeed-backcontrolofmarinesmartstructure.Firstofall,theconstructionofsmartstructureandthecharacteristicsandconstitutionmechanismofthecomponentmaterialswasdescribed.Andthedirectandinversep

5、iezoelectriceffectandequationswerestated.Becausetherewasnopiezoelectricshellelementincurrentcommercialsoftware,itwouldbedifficulttoanalyzethesmartmarinestructure.Inthispaper,afour-nodecompositeplateelementwithextensionandbendingdisplacementandelectricaldegreesoff

6、reedomwasestablished,andafiniteelementanalysisprogramofsmartstructurewascompiledbyVisualFortran.Theinplaneandoutplanedeflectionofthecompositelaminatebearingthemechanicalandelectricalloadcould上海交通大学硕士学位论文becopedwiththisprogram.Besides,duringtheresearch,thesimilitu

7、debetweentheconstitutiveequationofdamp-heatandtheconstitutiveequationofpiezoelectricitywasutilized.Thenaftertransformationoftheformula,thedamp-heatelementintheANSYSsoftwarecanbeusedasthepiezoelectricelement.Afeedbackcontrollingsystemofsmartstructurewasestablished

8、withANSYSParametricDesignLanguage(APDL).Thescaleandconstantfeedbackcontrolmethodscanbestudiedinthesystem.Technologyofsmartstructurewasresearchedtocontrolthestr