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1、Seediscussions,stats,andauthorprofilesforthispublicationat:https://www.researchgate.net/publication/297489338ActivevibrationcontrolofsmartcompositestructuresArticle·October1996CITATIONREADS1163authors,including:LengJinsongHarbinInstituteofTechnology385PUBLI
2、CATIONS6,464CITATIONSSEEPROFILESomeoftheauthorsofthispublicationarealsoworkingontheserelatedprojects:HighperformancepassiveandactivefibreBragggratingbasedtechniquesformicrowavephotonicsystemViewprojectMultifunctionalcompositesViewprojectAllcontentfollowingt
3、hispagewasuploadedbyLengJinsongon16March2016.Theuserhasrequestedenhancementofthedownloadedfile.第13卷第4期复合材料学报Vol.13No.41996年10月ACTAMATERIAECOMPOSITAESINICAOctober1996智能复合材料结构的主动振动控制冷劲松刘彦菊杜善义邓樱张学忠王殿富(哈尔滨工业大学复合材料研究所,哈尔滨150001)摘要本文提出应用电流变体(Electro-RheologicalF
4、luids)材料作为复合材料结构振动主动控制的材料,针对含电流变体材料的智能复合材料悬臂梁,进行了振动的主动控制,测试了智能复合材料悬臂梁在外加电场作用下,弹性模量、衰减系数、固有频率等振动特性的变化,同时,针对不同的梁材料,给出了材料变化对梁振动控制的影响。关键词智能复合材料,电流变体,主动控制所谓智能复合材料,就是将各种功能材料,如传感器、动作控制器等埋入复合材料中而形成的智能结构,通过其中的传感器感知结构状态的变化,而通过动作控制器对外界变化作出瞬[1,2]时主动响应。目前应用的传感器主要有压电传感器、
5、光纤传感器等,而动作致动器主要有电流变体、形状记忆合金、形状记忆聚合物、压电陶瓷等。这其中电流变体材料由于其对电场的快速响应能力、工艺铺放简单、阻尼特性改变大等优点而受到青睐。电流变体材料是典型的微米尺寸颗粒悬浮于绝缘液体载体中而形成的悬浮液,其颗粒尺寸很小,只有1～10m,在外加电场作用下,电流变体材料可以在瞬间(1ms)由液态变成凝胶状固态,电场撤去后,又可以在瞬间由固态恢复液态,响应电压大约为2kV/mm,由于电流很小,一般结构所耗功率非常小。电流变体材料的这一瞬时状态可逆变化的特性,使其阻尼、刚度等
6、材料基本特性可以主动改变,这就使其成为大型柔性结构主动控制的关键材料,并用于主动振动控制中。目前世界各国的许多大学、科研机构及飞机公司、汽车公司都在致力于电流变体器件的研究,主要应用于汽车离合器、减振器、柔性机械卡具、飞机智能蒙皮、宇航结构(如卫星太阳帆板、空间站构架)等军用及民用、工业领域中,据估计,仅1995年,世界范围的市场规模将达到[3]200亿美元,前景十分广阔。[4]Y.Choi等人对含电流变体的悬臂梁的阻尼特性进行了初步研究。本文针对含电流变体材料的两种不同材料的智能复合材料层合梁,研究了外加电
7、场对其固有频率、阻尼、衰减系数及弹性模量的影响,同时比较了梁材料的变化对梁振动控制的影响。结果表明,电场强度的改变可以很快改变层合梁的刚度、频率、阻尼等特性,对于较软材料的梁,这种改变更加明显。本文于1995年4月8日收到修改稿,1994年9月5日收到初稿。国防科学基金资助课题54复合材料学报第13卷1实验1.1层合梁的制造图1为含电流变体的智能复合材料层合梁,梁表1层合梁结构尺寸mm的两表面材料为玻璃/环氧复合材料,内表面梁LWWsHH2覆有铜箔,梁的四周用硅橡胶和玻璃环氧复合A3003031.52材料密
8、封。制作的过程是首先制成空腔梁,然B3003031.02后将电流变体灌入,最后密封。这里梁表面材3料选用的是不同配方的玻璃/环氧复合材料,其表面材料密度分别为:A梁1.74g/cm,B梁1.3359g/cm,电流变体材料的密度为1.4g/cm。梁的其它尺寸参数见表1所示,其中A梁中电流变体占总体积的25.78%,而B梁电流变体占总体积的32.22%。图1含电流变体层合梁结构示意图1.2实验方法实验装
