压电智能结构的阻抗分析

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1、压电智能结构分析的广义阻抗分析汇报人：李国清华中科技大学力学系压电智能结构EM阻抗的有限元分析分析框图LiGQ,XuW,HuYT,WangJi,YinXR.ElectromechanicalImpedanceAnalysisofPiezoelectricActuatedThinPlatesUsingFEMTobesubmittedtoIOP“SmartMaterialsandStructures”1压电柱范例2压电智能梁3压电激励的薄板小结压电智能结构EM阻抗的有限元分析1压电柱范例Link单元/PLANE13单元简谐分析数据拟合压电智能结构EM阻抗

2、的有限元分析1压电柱范例压电智能结构EM阻抗的有限元分析F1,U11给定频率范围W1~W22给定频率的单位力谐振动分析3获得W1~W2之间一系列（W，F1，U1）的数组4数据拟合三维和二维压电板模型与一维的压电柱、压电梁相比，高维压电阻抗模型复杂得多3压电激励弹性薄板阻抗的有限元分析二维压电板机电阻抗(EMI)的解析解LiG-Q,etal.JSV(2005)286:145-1653压电激励弹性薄板阻抗的有限元分析如图所示,分别对压电薄板的各边中点施加单位力，并施加一定的约束条件，在ANSYS谐分析中可以得到各边中点的位移与速度响应，由于力与速度为已知

3、条件，可以根据公式X得出压电薄板的机械阻抗。图63压电激励弹性薄板阻抗的有限元分析二维压电板机电阻抗(EMI)的有限元解压电薄膜阻抗分量计算结果3压电激励弹性薄板阻抗的有限元分析二维压电板机电阻抗(EMI)的有限元解压电薄膜阻抗矩阵(16元素之前8)计算结果3压电激励弹性薄板阻抗的有限元分析压电薄膜阻抗矩阵(16元素之后8)计算结果3压电激励弹性薄板阻抗的有限元分析数值算例考虑一个矩形简支薄钢板，其上下表面粘贴二片压电薄膜(PVDF)。重点研究压电片分布在板中不同的位置时的振动激励作用。3压电激励弹性薄板阻抗的有限元分析-算例A频率(Hz)位移响应(

4、m)(a)(b)图1-3a压电激励弹性薄板动力响应(a)理论解(b)本文有限元解试验研究方案论证压电单元的并联阻抗用HP4192A阻抗分析仪器测量2号梁理论和实测结果(3)试验研究方案论证实验一弹性梁和压电夹层梁的分段阻抗测量(1)(2)(3)(4)(0)为了测量(0)阻抗，首先分别测量(1-4)阻抗分段测量变长度测量试验研究方案论证实验二压电夹层薄板的阻抗测量实验(1)(2)(0)为了测量(0)阻抗，先分别测量(1)和(2)阻抗压电夹层板试验研究方案论证实验方案简要说明从最简单的结构入手，容易把握实验精度和进度主要验证原理性的结论在阻抗作为动力特性

5、代表条件下，系统可分可合。兼顾摸索实验方法和技术阻抗测量----HP4192A5Hz~13MHz动力参量(F,U)测量----力和速度传感器考虑非接触测量----可用涡流传感器和光测技术谢谢！