基于阻抗分析法的压电片尺寸分析
2012-06-02曹艳芹邓国红杨鄂川
重庆理工大学学报(自然科学) 2012年11期
关键词:结构
曹艳芹,邓国红,杨鄂川,欧 健
(重庆理工大学 重庆汽车学院,重庆 400054)
压电陶瓷因其具有体积小、质量小、机电转换效率高等特点,是振动控制技术中一种很好的作动器元件。影响振动控制效果的因素主要有智能材料的位置、数量以及尺寸等,合理的布置与尺寸能在较小的能量损耗下最大限度地抑制振动。目前,智能材料的优化配置方法主要有基于系统可控性和可观性准则、基于系统能量准则、基于控制和观测溢出的配置准则以及应变能准则等[1-3]。文献[4]指出在智能结构中压电元件存在一最佳厚度使有效弯矩最大。文献[5]采用LQR法讨论了压电片位置和大小对控制效果的影响。文献[6]采用提出的优化模型及算法对悬臂梁压电片的位置、尺寸和控制参数进行优化。
阻抗法与其他方法相比,优点是能抓住PZT片与结构之间机电耦合的物理实质,更方便地建立更完善的理论模型[7]。文献[8]用阻抗分析法对薄板和薄圆筒进行建模分析,并且与静力法和实验法所得结果进行比较,说明阻抗分析法比静力法更接近实验结果。文献[9]比较了静力法、动态有限元法和阻抗法3种分析方法,指出:静力法实现简单,但是会产生较大误差;动态有限元法可以准确反映结构动态响应,但是不能反映系统的物理实质;阻抗法不仅能反映系统的物理实质,而且能更精确地反映结构的动态响应。在国内,对于阻抗分析法也有研究,如文献[10]采用阻抗分析法考察不同尺寸的压电片产生的作用力情况,并进行了验证。……
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