受气动力作用的点阵夹芯梁压电分流阻尼振动控制

发布时间：2020-08-17 07:39

【摘要】：随着航空航天产业的发展,人类对飞行器各种性能的要求也越来越高,尤其是对飞行器的飞行速度,传统的低速飞行器已经远远不能满足人类的各种需求,随着科技的不断进步,超声速、高超声速飞行器应运而生,但是随之而来气动弹性问题也随之产生,这是由于飞行器在飞行过程中受到空气动力的影响,这将使飞行器本身的结构产生了弹性变形,这种弹性变形又作用于空气动力,从而又导致进一步的弹性变形,这样就形成了气动弹性现象,气动弹性问题归根结底是力与力之间的耦合问题。气动弹性对飞行器的各种性能会产生显著影响。本文主要对受气动力作用的点阵夹芯梁进行了振动的被动控制研究。第二章中主要对含有压电片的金字塔点阵夹芯梁进行了动力学建模,在建模过程中考虑了上下面板和压电片的弯曲变形以及芯层的剪切变形,在建立系统的运动方程中主要采用假设模态法和Hamilton原理,最后经过变分运算得到含有压电片的金字塔点阵夹芯梁的运动学方程。第三章中主要基于第二章含压电片的金字塔点阵夹芯梁模型的基础上,对此模型增加了气动力的作用,其中非定常气动力采用超声速活塞理论模拟,通过改变气动力的大小,在MATLAB仿真过程中观察气动力对金字塔点阵夹芯梁固有频率、位移、角速度等的影响。第四章主要利用压电分流阻尼进行振动控制,这主要是利用压电材料将机械能转变为电能,然后由分流电路将这部分能量消耗掉,这样就能达到抑制振动的作用,最后进行了MATLAB数值仿真,验证了振动抑制效果。
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V211.47
【图文】：

图 1.1 点阵夹芯结构示意图中，气动弹性问题也绝对是一个不可忽略的问题就已经出现，当时在飞机试飞时候，原本认以失败告终，但是由于当时气动弹性问题发展明确，因此，对于航空航天发展初期，人们只入思考这类问题的本质，后来随着飞机飞行速而重量小的结构型式使机翼抵抗变形的能力下，而且上世纪三四十年代，许多飞机因为颤振家开始注意气动弹性问题。在飞机设计过程中地位，从飞机总体设计开始，到原型机定型，特性的理论计算与实验研究仿真，尤其是涉及题更是制约飞行器飞行品质的一个十分重要的是研究空气动力、弹性力、惯性力之间的耦合，由于空气动力的作用，机翼会产生一定的变的气动力，这样一来额外的气动力又对机翼

图 3.2 固有频率随着点阵夹芯梁芯层高度变化曲线图图 3.3 固有频率随着点阵夹芯梁单胞数变化曲线图频率随着点阵夹芯梁芯层高度变化曲线图可以看出在芯子3

39图 3.3 固有频率随着点阵夹芯梁单胞数变化曲线图频率随着点阵夹芯梁芯层高度变化曲线图可以看出在芯子，点阵夹芯梁的固有频率的数量级为 103级别的，而且有频率和第三阶固有频率均呈现下降趋势，第二阶固有较第三阶固有频率和第四阶固有频率而言，其上升幅度示也可以看出第一阶固有频率为零，同时比较三四阶固频率随着点阵夹芯梁芯层高度的增加下降的最快，同时面板的厚度是不变的，变化的是上下面板之间的距离，变大，显然这对于做横向运动的梁的固有频率影响很大，层中每个单胞的杆件半径是不变的，这就会使芯层的等

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本文编号：2795032