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March 24, 2012

(Piezo-12)驱动器与结构之间的动力耦合模型

Filed under: Study and Work — hitzws @ 2:41 PM

其一,驱动器质量很小,其惯性力很小;其二,驱动器的谐振频率远高于结构的自振频率,因此其动力效应可以忽略。在本模型中,前文推导的静力模型用于讨论其对结构动力特性的影响。该工作主要分两个步骤:1、用常规的方法得到结构的动力模型;2、通过计入应变或作用力考虑驱动器的影响。由于结构动力模型更容易与力相耦合,因此后者更好一些。在本工作中,将用单一模态Rayleigh-Ritz模型对悬臂梁建模。

表面粘贴驱动器的动力响应

驱动器通过有限厚度的粘结层附于结构表面,其作用在结构上的力表面剪力,在梁的Rayleigh-Ritz运动方程中,驱动器的作用通过模态力Q出现在方程中:

Q = \int^{(\bar{a}+\bar{m})}_{(\bar{a}-\bar{m})} \tau b t_B \bar{\varphi'}\mbox{d}\bar{x}(31)

上式中唯一的未知数是PZT施加在结构上的剪应力\tau,见式(15)。

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