压电智能结构拓扑优化研究进展

发布时间：2021-05-27 11:27

　　压电材料因其变形精度高、反应速度快、易于制作成小型化元件已经被广泛应用于精密驱动、振动控制、精确定位等领域.改变压电智能结构中压电元器件的位置、大小、形状等参数能够有效地改善系统的力学性能,因而吸引了许多学者和工程师的关注和研究.拓扑优化作为有效的优化工具,已经成功应用于压电智能结构的优化设计中.论文首先阐述了压电智能结构拓扑优化的背景和意义,简要回顾了压电智能结构主动控制及分析方法,并综述了面向结构静变形控制的压电智能结构优化、面向振动控制的压电智能结构优化、压电俘能器的设计与优化等三个方面的研究进展.最后,简单归纳压电智能结构拓扑优化研究中值得关注的几个问题. 

【文章来源】：固体力学学报. 2020,41(05)北大核心CSCD

【文章页数】：18 页

【文章目录】：
0 引言
1 压电智能结构分析与主动控制
    1.1 压电智能结构分析
        (1) 解析解与近似解析解
        (2) 有限元方法
    1.2 压电智能结构的控制策略
        (1) 速度反馈控制
        (2) 正位置反馈
        (3) PID控制
        (4) 线性二次型最优控制
2 面向结构静变形控制的压电智能结构优化
3 面向振动控制的压电智能结构优化
4 压电俘能器的设计与优化
    4.1 提高压电俘能器换能效率的主要方式
    4.2 压电俘能器的拓扑优化
5 结束语
    (1) 在压电智能结构优化中考虑适当的制造约束.
    (2) 压电智能结构的设计与3D打印技术的结合
    (3) 压电智能结构优化与主动控制方法的融合
    (4) 与工程应用的结合


【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑可控性的压电作动器拓扑优化设计[J]. 胡骏,亢战.  力学学报. 2019(04)
[2]面向压电智能结构精确变形的协同优化设计方法[J]. 吴曼乔,朱继宏,杨开科,张卫红.  力学学报. 2017(02)
[3]考虑压电驱动元件布局的作动器拓扑优化设计[J]. 林哲祺,刘书田,乔赫廷.  计算力学学报. 2011(06)
[4]Design of piezoelectric energy harvesting devices subjected to broadband random vibrations by applying topology optimization[J]. Hae.Chang.Gea.  Acta Mechanica Sinica. 2011(05)
[5]基于周期拼装的平面压电作动器结构拓扑优化[J]. 王晓明,亢战.  计算力学学报. 2011(02)
[6]压电材料的研究和应用现状[J]. 裴先茹,高海荣.  安徽化工. 2010(03)
[7]基于板梁扭转振动控制阻尼的压电片拓扑形状设计[J]. 胡小伟,朱灯林.  河海大学学报(自然科学版). 2008(01)
[8]基于结构奇异值μ综合的振动系统鲁棒控制[J]. 李普,孙庆鸿,陈南.  振动工程学报. 2002(04)
[9]智能结构压电执行器位置的拓扑优化[J]. 曹宗杰,闻邦椿,孟广伟.  东北大学学报. 2000(04)

博士论文
[1]层合压电智能结构振动主动控制数值模拟及其优化[D]. 钱锋.合肥工业大学 2011
[2]柔性机构拓扑优化方法及其在微机电系统中的应用[D]. 李震.大连理工大学 2006



本文编号：3207481