復(fù)合泡沫和壓電復(fù)合材料懸臂梁主被動(dòng)阻尼的研究.pdf

1、選擇復(fù)合泡沫材料和壓電復(fù)合材料作為阻尼材料研究對(duì)象，并測(cè)定兩種材料相關(guān)的基本參數(shù)。在不同材料的表面粘貼壓電陶瓷片，并制作成懸臂梁結(jié)構(gòu)。利用DASP軟件測(cè)試不同懸臂梁的固有頻率和阻尼比，通過(guò)比較其阻尼比，發(fā)現(xiàn)壓電復(fù)合材料阻尼性能更優(yōu)。
　　 分別采用變頻信號(hào)、瞬時(shí)擊力和交變信號(hào)驅(qū)動(dòng)不同懸臂梁，可得到不同驅(qū)動(dòng)方式下懸臂梁的振動(dòng)曲線(xiàn);通過(guò)比較不同懸臂梁振幅、振動(dòng)停止時(shí)間和FFT頻譜分析，得出壓電復(fù)合材料懸臂梁的振動(dòng)較弱。
　　

2、 主動(dòng)阻尼系統(tǒng)是基于壓電效應(yīng)的智能結(jié)構(gòu)，由傳感器、驅(qū)動(dòng)器、采集卡、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源、PID控制器和實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)組成，搭建主動(dòng)阻尼實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，編寫(xiě)Matlab程序?qū)φ麄€(gè)主動(dòng)阻尼系統(tǒng)進(jìn)行控制;根據(jù)主動(dòng)阻尼的原理利用Simulink對(duì)主動(dòng)阻尼進(jìn)行仿真，仿真程序中包括信號(hào)源、懸臂梁模型、傳感方程、PID控制器、驅(qū)動(dòng)方程以及顯示器組成，模擬不同信號(hào)源驅(qū)動(dòng)下懸臂梁被動(dòng)阻尼的振動(dòng)情況，得到的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較發(fā)現(xiàn)其結(jié)果幾乎一致。
　　 采

3、用變頻信號(hào)、瞬時(shí)擊力、交變信號(hào)驅(qū)動(dòng)懸臂梁，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)兩種手段，得到不同的控制參數(shù)(P)時(shí)懸臂梁的振動(dòng)曲線(xiàn)，從得到的振動(dòng)曲線(xiàn)以及FFT頻譜分析中可以看出，隨著控制系數(shù)(P)的增大，不同頻率下的振幅、振動(dòng)停止時(shí)間減小，振幅衰減速率加快，共振峰值減小，峰寬增大，系統(tǒng)阻尼比提高;這說(shuō)明主動(dòng)阻尼能起到良好的減振阻尼的效果，而且具有較寬的頻率適用范圍;從所需控制能量最少的角度分析得出最佳控制系數(shù)為6。
　　 對(duì)不同的懸臂梁施加主動(dòng)阻尼，

4、討論懸臂梁材料的性能對(duì)主動(dòng)阻尼的影響。隨著控制系數(shù)的增大，阻尼性能較差懸臂梁的振動(dòng)停止時(shí)間和振幅下降的幅度較大;制備復(fù)合泡沫/鋁板復(fù)合結(jié)構(gòu)，研究發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器所在位置選用阻尼性能較差的材料可以提高整個(gè)系統(tǒng)的阻尼性能。
　　 采用實(shí)驗(yàn)和仿真兩種手段，以振幅和控制電壓的輸出值為判斷依據(jù)，研究發(fā)現(xiàn)PD控制器是最適合于懸臂梁的主動(dòng)阻尼控制;采用仿真手段研究發(fā)現(xiàn)相同的比例系數(shù)(P)時(shí)，微分系數(shù)(D)由于其預(yù)判的功能對(duì)規(guī)律性較差的信號(hào)影響較大，