کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
4924221 1430840 2017 16 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Active tuning of vibration and wave propagation in elastic beams with periodically placed piezoelectric actuator/sensor pairs
ترجمه فارسی عنوان
تنظیم فعال ارتعاش و انتشار موج در پرتوهای الاستیک با جفت های سنسور / سنسور پیزوالکتریک
کلمات کلیدی
ساختار پرتوهای دوره ای، مواد پیزوالکتریک، ارتعاش و انتشار موج، باند شکاف، تنظیم فعال
ترجمه چکیده
یک استراتژی نوین برای فعال کردن خواص لرزش و انتشار موج در پرتوهای الاستیک پیشنهاد شده است. با قرار دادن پیوسته های جفت گیرنده / سنسور پیزوالکتریک در طول محور پرتو، یک ساختار پرتو فعال دوره ای که ویژگی های خاص ارتعاش و انتشار موج مانند را نشان می دهد، مانند فرکانس های پاس و باند متوقف (یا باند شکاف ها) توسعه یافته است. اصل همیلتون برای ایجاد معادلات حرکت عناصر زیر پرتو اعمال می شود، به عنوان مثال سلول های واحد که با تکه های پیزوالکتریک پیوند دارند. استراتژی کنترل بازخورد منفی متناسب با طراحی کنترل کننده هایی که می تواند یک سفت فعال مثبت را برای پرتو برای یک بازده کنترل بازخورد مثبت فراهم کند، که می تواند ثبات سیستم ساختاری را افزایش دهد. با استفاده از استحکام مثبت فعال مثبت، دوره ای یا ویژگی باند شکاف پرتو با تکه های پیزوالکتریک که بصورت دوره ای قرار می گیرد می تواند به طور فعال تنظیم شود. از تحقیق، نشان داده شده است که با استفاده از کنترل بازخورد منفی متناسب با ویژگی های بهتر باند-گرا می توان به دست آورد. باند شکاف ها به وضوح می تواند با افزایش به دست آوردن افزایش کنترل افزایش یابد و همچنین با اندازه مناسب ساختار کنترل کننده ها می توان آنها را بسیار افزایش داد. ولتاژ های کنترل شده بر روی دستگاه های پیزوالکتریک در محدوده معقول و قابل کنترل هستند، به ویژه، آنها در فاصله های باند بسیار کم هستند. بنابراین، رفتار ارتعاش و انتشار موج از پرتو الاستیک می تواند به طور فعال توسط تکه های پیزوالکتریک قرار داده شده به طور دوره ای کنترل می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی عمران و سازه
چکیده انگلیسی
A novel strategy is proposed to actively tune the vibration and wave propagation properties in elastic beams. By periodically placing the piezoelectric actuator/sensor pairs along the beam axis, an active periodic beam structure which exhibits special vibration and wave propagation properties such as the frequency pass-bands and stop-bands (or band-gaps) is developed. Hamilton's principle is applied to establish the equations of motion of the sub-beam elements i.e. the unit-cells, bonded by the piezoelectric patches. A negative proportional feedback control strategy is employed to design the controllers which can provide a positive active stiffness to the beam for a positive feedback control gain, which can increase the stability of the structural system. By means of the added positive active stiffness, the periodicity or the band-gap property of the beam with periodically placed piezoelectric patches can be actively tuned. From the investigation, it is shown that better band-gap characteristics can be achieved by using the negative proportional feedback control. The band-gaps can be obviously broadened by properly increasing the control gain, and they can also be greatly enlarged by appropriately designing the structural sizes of the controllers. The control voltages applied on the piezoelectric actuators are in reasonable and controllable ranges, especially, they are very low in the band-gaps. Thus, the vibration and wave propagation behaviors of the elastic beam can be actively controlled by the periodically placed piezoelectric patches.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Sound and Vibration - Volume 393, 14 April 2017, Pages 14-29
نویسندگان
, , ,