基于timoshenko理論阻抗單元的壓電智能梁諧振分析壓電激勵彈性薄板阻抗的有限元分析-論文網(wǎng)

1、基于基于Timoshenko理論阻抗單元的壓電智能梁諧振分理論阻抗單元的壓電智能梁諧振分析壓電激勵彈性薄板阻抗的有限元分析析壓電激勵彈性薄板阻抗的有限元分析論文網(wǎng)論文網(wǎng)阻抗是一種便于測量且能反映系統(tǒng)動力特性的物理量。歷史上，阻抗法在機械振動、結(jié)構(gòu)振動、電子電路、聲場、與結(jié)構(gòu)耦合、機電系統(tǒng)等問題中已經(jīng)取得廣泛的應(yīng)用；現(xiàn)代阻抗分析和測試技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。如，聲阻抗用于結(jié)構(gòu)聲場的設(shè)計，電阻抗用于電力和電子線路設(shè)計；機械阻抗或壓電阻抗應(yīng)

2、用于裂紋檢測和智能材料結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測等。目前，從理論、實驗和數(shù)值計算方面研究壓電智能結(jié)構(gòu)的阻抗仍然是研究的熱點。智能結(jié)構(gòu)可看作同相對獨立的壓電單元和宿主系統(tǒng)兩部分組成。壓電單元和宿主結(jié)構(gòu)兩個子系統(tǒng)，各自具有不同的質(zhì)量、剛度、固有頻率等系統(tǒng)特性。為了讓兩個子系統(tǒng)協(xié)同工作以發(fā)揮最大的效能，壓電單元和宿主結(jié)構(gòu)在連接處的阻抗必然達到某種合理的匹配。此前，對三維壓電板的研究主要是集中在理論分析和實驗測量方面。例如，Brissaud分析了多向承受載

3、荷的三維壓電阻抗，提出一個77階的阻抗矩陣來計算三維壓電板的機械阻抗，并通過實驗數(shù)據(jù)驗證了結(jié)論。一般而言，具有規(guī)則幾何形狀和結(jié)構(gòu)對稱性的壓電單元，便于取得簡明的解析或半解析解。而有限元方法并不局限于這些條件，有限元計算阻抗具有明顯的優(yōu)勢和良好的發(fā)展前景。本文，先對壓電單元進行有限元動力分析，得出壓電單元的機電阻抗，例如圖1中壓電板單獨計算；再用有限元分析彈性結(jié)構(gòu)的機械阻抗，如圖1的彈性薄板；再將壓電單元與薄板之間的作用力和位移連續(xù)條件，