壓電智能結(jié)構(gòu)的阻抗分析2.ppt

壓電智能結(jié)構(gòu)分析的廣義阻抗分析,匯報(bào)人：李國(guó)清,華中科技大學(xué) 力學(xué)系,壓電智能結(jié)構(gòu)EM阻抗的有限元分析,分析框圖,Li GQ,Xu W,Hu YT,Wang Ji,Yin XR. Electromechanical Impedance Analysis of Piezoelectric Actuated Thin Plates Using FEM To be submitted to IOP “Smart Materials and Structures”,1 壓電柱 范例 2 壓電智能梁 3 壓電激勵(lì)的薄板 小結(jié),壓電智能結(jié)構(gòu)EM阻抗的有限元分析,1 壓電柱 范例 Link單元/PLANE13單元 簡(jiǎn)諧分析 數(shù)據(jù)擬合,壓電智能結(jié)構(gòu)EM阻抗的有限元分析,1 壓電柱 范例,壓電智能結(jié)構(gòu)EM阻抗的有限元分析,F1,U1,1 給定頻率范圍 W1W2 2 給定頻率的單位力諧振動(dòng)分析,3 獲得 W1W2之間 一系列（W，F(xiàn)1，U1）的數(shù)組,4 數(shù)據(jù)擬合,三維和二維壓電板模型,與一維的壓電柱、壓電梁相比，高維壓電阻抗模型復(fù)雜得多,3 壓電激勵(lì)彈性薄板阻抗的有限元分析,二維壓電板機(jī)電阻抗(EMI)的解析解,Li G-Q, et al. JSV (2005) 286: 145-165,3 壓電激勵(lì)彈性薄板阻抗的有限元分析,如圖所示,分別對(duì)壓電薄板的各邊中點(diǎn)施加單位力，并施加一定的約束條件，在ANSYS諧分析中可以得到各邊中點(diǎn)的位移與速度響應(yīng)，由于力與速度為已知條件，可以根據(jù)公式X得出壓電薄板的機(jī)械阻抗。,圖6,3 壓電激勵(lì)彈性薄板阻抗的有限元分析,二維壓電板機(jī)電阻抗(EMI)的有限元解,壓電薄膜阻抗分量計(jì)算結(jié)果,3 壓電激勵(lì)彈性薄板阻抗的有限元分析,二維壓電板機(jī)電阻抗(EMI)的有限元解,壓電薄膜阻抗矩陣(16元素之前8)計(jì)算結(jié)果,3 壓電激勵(lì)彈性薄板阻抗的有限元分析,壓電薄膜阻抗矩陣(16元素之后8)計(jì)算結(jié)果,3 壓電激勵(lì)彈性薄板阻抗的有限元分析,數(shù)值算例,考慮一個(gè)矩形簡(jiǎn)支薄鋼板，其上下表面粘貼二片壓電薄膜(PVDF)。重點(diǎn)研究壓電片分布在板中不同的位置時(shí)的振動(dòng)激勵(lì)作用。,3 壓電激勵(lì)彈性薄板阻抗的有限元分析-算例A,圖1-3a 壓電激勵(lì)彈性薄板動(dòng)力響應(yīng)(a)理論解(b)本文有限元解,試驗(yàn)研究方案論證,壓電單元的并聯(lián)阻抗用HP4192A阻抗分析儀器測(cè)量,2號(hào)梁理論和實(shí)測(cè)結(jié)果,(3)試驗(yàn)研究方案論證,實(shí)驗(yàn)一 彈性梁和壓電夾層梁的分段阻抗測(cè)量,(1),(2),(3),(4),(0),為了測(cè)量(0)阻抗，首先分別測(cè)量(1-4)阻抗,分段測(cè)量,變長(zhǎng)度測(cè)量,試驗(yàn)研究方案論證,實(shí)驗(yàn)二 壓電夾層薄板的阻抗測(cè)量實(shí)驗(yàn),(1),(2),(0),為了測(cè)量(0)阻抗，先分別測(cè)量(1)和(2)阻抗,壓電夾層板,試驗(yàn)研究方案論證,實(shí)驗(yàn)方案簡(jiǎn)要說(shuō)明,從最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)入手，容易把握實(shí)驗(yàn)精度和進(jìn)度 主要驗(yàn)證原理性的結(jié)論 在阻抗作為動(dòng)力特性代表?xiàng)l件下，系統(tǒng)可分可合。 兼顧摸索實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù) 阻抗