压电网络复合板的振动抑制实验研究

《压电网络复合板的振动抑制实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2016年8月第42卷第8期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsAugust2016V01．42No．8http：ffbhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bla．1001—5965．2015．0514压电网络复合板的振动抑制实验研究李琳+，宋志强，尹顺华，李超(北京航空航天大学能源与动力工程学院，先进航空发动机协同创新中心，北京100083)摘要：主要研究了压电网络系统针对薄板的振动抑制特性，在对压电网络复合板机电耦合动力学方程分析的基础上，通

2、过设计模拟电感电路解决了压电网络复合板振动实验中最优电感值过大的问题，从理论和实验上分析比较了电阻型和电感电阻并联型压电网络复合板振动控制效果及其特点。实验证明采用均匀化处理方法建立的机电耦合动力学方程能够正确预测压电网络复合板的动力学特性，同时实验验证了压电网络的电路模态和压电复合板的机械模态的耦合关系，明确了最优电学参数选取原则，为压电网络复合板的最优参数设计提供了依据。关键词：压电网络；振动控制；实验验证；机电耦合；均质化中图分类号：0328文献标识码：A文章编号：1001—5965(2016)08．1557-09压电网络复合板(PEMP)由分布在薄板表面(单面或双面)的压电片用电路彼此

3、相连形成的压电网络和薄板复合而成，其与一般压电复合板不同之处在于压电网络的存在，为压电片中汇集的电能在结构中的传播提供了通道。作为一种新型的智能材料复合结构，压电网络复合板在振动噪声控制等领域具有广阔的应用前景。近年来，在基于压电材料的结构系统振动控制研究领域中，大部分研究人员将研究重点放在了压电分支阻尼技术方面¨圳，通过设计不同形式的压电分支电路，如电感电阻谐振型电路和负电容电路等，实现了不同结构的多模态振动控制等目标，并利用相关技术解决了压电分支电路中普遍存在的因电感值过大而难以实现的问题¨⋯。Dell’Isola和Vidoli⋯在1998年提出利用电感、电阻和压电陶瓷元件构造压电网络的思

4、想，并对桁架结构进行减振效果分析；在此基础上，Dell’Isola¨母1和Park¨叫等进一步研究了压电网络对梁结构、板结构等更加复杂的结构系统的振动抑制效果；Wang等‘1。“。将这种思想用于旋转周期结构如叶盘结构的减振研究中，发现压电网络可以有效降低结构的局部振动现象，并且在非谐叶盘结构上进行了进一步电路设计，提高了压电网络的鲁棒性；2012年Fan和Li[1纠研究了利用压电网络将一些结构部件的振动能量传递到另一些结构部件并对其振动进行抑制；最近，Lossou．arn等¨4。采用实验手段验证了压电网络对杆和梁的多模态控制效果。以上研究表明，压电网络形式的电路能够充分利用压电材料的正逆压电效

5、应，实现能量的重新分布。2014年李琳和易凯军¨纠对压电网络复合板的建模方法、频率特性以及机电耦合特性进行了深入的理论研究；李俊等¨叫则研究了压电网络对固支板的多模态振动控制效果。但是以上研究还缺乏实验验证。本文针对文献[15，17]的研究结果，通过设计压电网络复合板振动控制实验，验证不同类型压电网络对薄板的振动控制效果，并通过实验说明压电网络复合板的最优电感参数的选取原则，为工程应用提供参考。收稿日期：2015-08-04；录用日期：2015-09．25；网络出版时间：2015．104)818：25网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20151

6、008．1825．002．html$通讯作者：Tel．：010—82313998E—mail：feililin@buaa．edu．cn；f用格式：李琳，宋志强，尹顺华，等．压电网络复合板的振动抑制实验研究fJJ．北京航空航天大学学报，2016，42(8)：1557．1565．LIL，SONGZQ，YIⅣsH，eta1．ExperimentalresearchonvibrationcontrolofcompositeplatewithpiezoelectricnetworkseJ]．JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics．20

7、16．42(8)：1557．1565(inChinese)．1558北京航空航天大学学报2016年1压电网络复合板模型及频率响应函数1．1机电耦合动力学方程压电网络复合板由图1所示的压电复合板和压电网络2个部分组成。压电网络将压电复合板上周期分布的压电材料(实为作动器PZT)彼此相连，其特点是连接各相邻压电作动器的电路完全相同；压电网络中压电片上表面与周围压电片上表面(或地)通过电子元件连接。图2