壓電梁柱構(gòu)件的動力方程及其在結(jié)構(gòu)主動振動控制中的應(yīng)用.pdf

1、結(jié)構(gòu)振動控制是振動和控制工程領(lǐng)域內(nèi)非常有前景的學(xué)科之一，尤其是應(yīng)用智能結(jié)構(gòu)的主動振動控制是目前的研究熱點。智能結(jié)構(gòu)具有響應(yīng)快、自適應(yīng)、自診斷、自修復(fù)等優(yōu)點，其中壓電智能結(jié)構(gòu)由于具有很強(qiáng)的機(jī)電耦合效應(yīng)而得到廣泛的應(yīng)用。 本文重點研究壓電智能梁柱構(gòu)件，采用壓電作動器和應(yīng)變傳感器，其中壓電片成對地、可以非連續(xù)地粘貼在梁柱構(gòu)件的上下表面。分別用半解析法和有限單元法推導(dǎo)了這種壓電智能梁柱構(gòu)件的振動方程，并用線性二次型最優(yōu)控制器(LQR)研

2、究了壓電智能結(jié)構(gòu)的振動控制問題。本文主要工作有以下幾個方面： (1)提出了一種壓電梁柱構(gòu)件的力學(xué)模型，推導(dǎo)了壓電作動器對基材的誘導(dǎo)力和誘導(dǎo)彎矩的關(guān)系式，并對壓電作動器的誘導(dǎo)彎矩進(jìn)行優(yōu)化，得到最優(yōu)的壓電片厚度與基材厚度之比。 (2)用基于Lagrange原理的半解析法推導(dǎo)了軸壓力和橫向分布力作用下的壓電梁柱構(gòu)件的振動方程，該方法可以考慮軸壓力的P-△效應(yīng)。 (3)用基于Hamilton原理的有限元法推導(dǎo)了滿布壓電對