智能式动力吸振器的仿真与研制(4)
时间:2018-03-07 16:28 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
（1）结构材料趋向功能化。 （2）单一材料向多功能材料方向发展。 （3）单一功能材料或多功能材料向智能材料系统与结构的方向发展。 1.3.4智能材料在噪声控制和振动方面的应用 工程结构的振动和噪声不仅会使机械系统的性能大大降低，对人类的健康损害极大。自然而然地，振动控制理论应时而生。智能材料与结构的出现为人们对工程结构的振动和噪声控制打开了新的思文，展现出一片宏伟的蓝天。在该结构中，粗略的来说：传感元件对结构的振动进行了监测，类似于人类的触觉神经，而驱动元件在微电子系统的控制下精确的反应并处理，以改变结构的振动状态。以上就是具有振动控制功能的智能结构的雏形。主动减振智能结构主要由如下几个部分组成：基体结构材料（如金属、陶瓷或者复合材料等）、传感器（例如压电陶瓷、光纤）、驱动器(压电陶瓷、形状记忆合金等）和控制系统。其中，传感器的职责是获得与结构振动状态有关的信息（振动频率、振幅等），将其转换成电信号或者系统可识别的其他信号，最后将其传递给控制系统。驱动器是实现控制的最终执行元件【13】。国外有人在复合材料悬臂梁的空腔内注入电流变液，由外加电场控制电流变体的状态，可以做到实时控制梁的刚度、阻尼、杨氏模量，实现了对结构整体振动的主动控制。 1.4 本论文研究内容与研究方法 1.4.1 研究内容 传统的动力吸振器对于系统单一的振动频率，吸振效果优良。而实际的振源总会因为工况或其它情况发生变化，传统吸振器由于吸振带窄，受到了局限。能否根据主结构频率的变化情况主动调谐吸振器自身的固有频率目前动力吸振器研究的热点【14】。本文设计了一种智能式动力吸振器模型，在质量—弹簧式吸振器的基础上引入弹性模量可变材料，并建立相应的控制系统，当主结构的频率改变时，智能材料能迅速响应并驱动，从而在极短的时间内使吸振器的弹性模量发生变化，带动整个吸振器的频率也随之发生了变化，匹配激振力的频率，从而达到了智能吸振的功能。 1.4.2 研究方法 （1）理论研究 在文献阅读的基础上，掌握动力吸振器的基本设计理论，了解智能材料的最新发展动态以及稀土超磁致伸缩材料的特性。深入的理解振动控制相关理论，对一些传统的制振方法和制振装置做到心中有数。 （2）数值仿真 利用ANSYS强大的分析仿真功能，对模型进行模态分析，求解出其固有振型。查看前五阶频率所对应的变形图。不段改变附加的两根斜杆的弹性模量，对比前后频率的值，查看变化情况。 （3）实验研究 在振动动态装置实验台上进行动力吸振实验。通过激振器使梁振动，经过加速度传感器和信号分析系统的处理，在屏幕上我们可以即时观察梁的振动变化情况。通过改变频率，观察并比较简支梁在有无吸振器时的振动波形图。改变附加斜杆的弹性模量从而改变吸振器频率，查看波形图的变化情况。 (责任编辑：qin) |