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1、压电智能结构分析的广义阻抗分析,汇报人：李国清,华中科技大学 力学系,压电智能结构EM阻抗的有限元分析,分析框图,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 压电柱 范例 2 压电智能梁 3 压电激励的薄板 小结,压电智能结构EM阻抗的有限元分析,1 压电柱 范例 Link单元/PLANE1
2、3单元 简谐分析 数据拟合,压电智能结构EM阻抗的有限元分析,1 压电柱 范例,压电智能结构EM阻抗的有限元分析,F1,U1,1 给定频率范围 W1W2 2 给定频率的单位力谐振动分析,3 获得 W1W2之间 一系列（W，F1，U1）的数组,4 数据拟合,三维和二维压电板模型,与一维的压电柱、压电梁相比，高维压电阻抗模型复杂得多,3 压电激励弹性薄板阻抗的有限元分析,二维压电板机电阻抗(EMI)的解析解,Li G-Q, et al. JSV (2005) 286: 145-165,3 压电激励弹性薄板阻抗的有限元分析,如图所示,分别对压电薄板的各边中点施加单位力，并施加一定的约束条件，在ANS
3、YS谐分析中可以得到各边中点的位移与速度响应，由于力与速度为已知条件，可以根据公式X得出压电薄板的机械阻抗。,图6,3 压电激励弹性薄板阻抗的有限元分析,二维压电板机电阻抗(EMI)的有限元解,压电薄膜阻抗分量计算结果,3 压电激励弹性薄板阻抗的有限元分析,二维压电板机电阻抗(EMI)的有限元解,压电薄膜阻抗矩阵(16元素之前8)计算结果,3 压电激励弹性薄板阻抗的有限元分析,压电薄膜阻抗矩阵(16元素之后8)计算结果,3 压电激励弹性薄板阻抗的有限元分析,数值算例,考虑一个矩形简支薄钢板，其上下表面粘贴二片压电薄膜(PVDF)。重点研究压电片分布在板中不同的位置时的振动激励作用。,3 压电激
4、励弹性薄板阻抗的有限元分析-算例A,图1-3a 压电激励弹性薄板动力响应(a)理论解(b)本文有限元解,试验研究方案论证,压电单元的并联阻抗用HP4192A阻抗分析仪器测量,2号梁理论和实测结果,(3)试验研究方案论证,实验一 弹性梁和压电夹层梁的分段阻抗测量,(1),(2),(3),(4),(0),为了测量(0)阻抗，首先分别测量(1-4)阻抗,分段测量,变长度测量,试验研究方案论证,实验二 压电夹层薄板的阻抗测量实验,(1),(2),(0),为了测量(0)阻抗，先分别测量(1)和(2)阻抗,压电夹层板,试验研究方案论证,实验方案简要说明,从最简单的结构入手，容易把握实验精度和进度 主要验证原理性的结论 在阻抗作为动力特性代表条件下，系统可分可合。 兼顾摸索实验方法和技术 阻抗测量-HP4192A 5Hz13MHz 动力参量(F,U)测量-力和速度传感器 考虑非接触测量-可用涡流传感器和光测技术,谢谢！,
压电智能结构的阻抗分析.ppt
