کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6707773 502942 2014 9 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Static and dynamic shape control of slender beams by piezoelectric actuation and resistive electrodes
ترجمه فارسی عنوان
کنترل شکل استاتیک و پویا از پرتوهای باریک با استفاده از پیزوالکتریک و الکترودهای مقاومت
کلمات کلیدی
الکترودهای مقاوم در برابر، کنترل شکل، پرتو پیزوالکتریک، کنترل لرزش،
ترجمه چکیده
در مقاله حاضر، مفهوم کنترل شکل استاتیک و پویا برای پرتوهای پیزوالاستیک باریک مورد توجه قرار گرفته است. کنترل شکل مفهوم بدین معنی است که یک توالی وزن برای واحدهای کنترل پیزوالکتریک پیدا شود، به طوری که انحرافات جانبی جانبی ناشی از نیرو در امتداد محور پرتو به طور کامل نابود می شوند. در مورد ما این شدت کنترل فضایی برای مبدل های پیزوالکتریک با الکترود های به اصطلاح مقاومت بدست می آید: با تجویز تنها حداکثر و حداقل سطح ولتاژ، هر توزیع ولتاژ مطلوب در امتداد محور پرتو ممکن است. برای مشتق از روش کنترل شکل، یک نسخه گسترده از نظریه پرتو برنولی-اویلر استفاده شده است، که یکنواختی سینماتیک یک پرتو پیزوالکتریک باریک و معادلات تلگراف را برای الکترودهای نسبتا هدایت می کند. نتیجه یک معادله محرک برای جابجایی است که مرتبه چهارم در فضا و مرتبه دوم در زمان و یک معادله حسگر است که مرتبه دوم در فضا و اولین مرتبه در زمان (معادله دیفرانسیل برای ولتاژ) است. روش کنترل شکل شکل داده شده توسط چندین مثال عددی در حالت استاتیک و همچنین در رژیم فرکانس پویا برای یک پرتو بدون محفظه تأیید شده است. ما نشان می دهیم که روش ارائه شده برای بارهای استاتیک کاملا مناسب است و میتواند تغییرات ساختاری ناشی از نیرو را در امتداد محور پرتو لغو کند، در حالی که انحراف در رژیم فرکانس بالاتر می تواند تقریبا لغو شود. این روش کارآمد است، تا زمانی که یک ثابت غیرمستقیم، شامل مقاومت، ظرفیت در واحد طول، طول الکترودها و فرکانس تحریک، کوچک باشد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی عمران و سازه
پیش نمایش مقاله
کنترل شکل استاتیک و پویا از پرتوهای باریک با استفاده از پیزوالکتریک و الکترودهای مقاومت
چکیده انگلیسی
In the present paper a concept of static and dynamic shape control for slender piezoelastic beams is addressed. The notion shape control means to find a weighting sequence for the piezoelectric control units, such that force-induced lateral deflections are completely annihilated along the beam axis. In our case this spatial control intensity for the piezoelectric transducers is realized with so-called resistive electrodes: by prescribing only the maximum and minimum voltage level, any desirable voltage distribution along the beam axis may be obtained. For the derivation of the shape control method an extended version of the Bernoulli-Euler beam theory is used, which unifies the kinematics of a slender piezoelectric beam and the Telegrapher's equations for moderately conductive electrodes. The outcome is an actuator equation for the displacement, which is fourth order in space and second order in time, and a sensor equation, which is second order in space and first order in time (diffusion equation for the voltage). The developed shape control method is verified by several numerical examples in the static case as well as in the dynamic frequency regime for a clamped-free beam. We show that the presented method is perfectly suited for static loads, being able to cancel force-induced structural deformations along the beam axis, whereas the deflections in the higher frequency regime can be nearly canceled out. The method is efficient, as long as a non-dimensional constant, involving the resistance, the capacitance per unit length, the length of the electrodes and the excitation frequency, is small.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Composite Structures - Volume 111, May 2014, Pages 66-74
نویسندگان
, , ,