復(fù)合泡沫和壓電復(fù)合材料懸臂梁主被動阻尼的研究.pdf

1、選擇復(fù)合泡沫材料和壓電復(fù)合材料作為阻尼材料研究對象，并測定兩種材料相關(guān)的基本參數(shù)。在不同材料的表面粘貼壓電陶瓷片，并制作成懸臂梁結(jié)構(gòu)。利用DASP軟件測試不同懸臂梁的固有頻率和阻尼比，通過比較其阻尼比，發(fā)現(xiàn)壓電復(fù)合材料阻尼性能更優(yōu)。
　　 分別采用變頻信號、瞬時擊力和交變信號驅(qū)動不同懸臂梁，可得到不同驅(qū)動方式下懸臂梁的振動曲線;通過比較不同懸臂梁振幅、振動停止時間和FFT頻譜分析，得出壓電復(fù)合材料懸臂梁的振動較弱。
　　

2、 主動阻尼系統(tǒng)是基于壓電效應(yīng)的智能結(jié)構(gòu)，由傳感器、驅(qū)動器、采集卡、壓電陶瓷驅(qū)動電源、PID控制器和實時控制系統(tǒng)組成，搭建主動阻尼實驗系統(tǒng)，編寫Matlab程序?qū)φ麄€主動阻尼系統(tǒng)進行控制;根據(jù)主動阻尼的原理利用Simulink對主動阻尼進行仿真，仿真程序中包括信號源、懸臂梁模型、傳感方程、PID控制器、驅(qū)動方程以及顯示器組成，模擬不同信號源驅(qū)動下懸臂梁被動阻尼的振動情況，得到的仿真結(jié)果與實驗結(jié)果相比較發(fā)現(xiàn)其結(jié)果幾乎一致。
　　 采

3、用變頻信號、瞬時擊力、交變信號驅(qū)動懸臂梁，通過仿真和實驗兩種手段，得到不同的控制參數(shù)(P)時懸臂梁的振動曲線，從得到的振動曲線以及FFT頻譜分析中可以看出，隨著控制系數(shù)(P)的增大，不同頻率下的振幅、振動停止時間減小，振幅衰減速率加快，共振峰值減小，峰寬增大，系統(tǒng)阻尼比提高;這說明主動阻尼能起到良好的減振阻尼的效果，而且具有較寬的頻率適用范圍;從所需控制能量最少的角度分析得出最佳控制系數(shù)為6。
　　 對不同的懸臂梁施加主動阻尼，

4、討論懸臂梁材料的性能對主動阻尼的影響。隨著控制系數(shù)的增大，阻尼性能較差懸臂梁的振動停止時間和振幅下降的幅度較大;制備復(fù)合泡沫/鋁板復(fù)合結(jié)構(gòu)，研究發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器所在位置選用阻尼性能較差的材料可以提高整個系統(tǒng)的阻尼性能。
　　 采用實驗和仿真兩種手段，以振幅和控制電壓的輸出值為判斷依據(jù)，研究發(fā)現(xiàn)PD控制器是最適合于懸臂梁的主動阻尼控制;采用仿真手段研究發(fā)現(xiàn)相同的比例系數(shù)(P)時，微分系數(shù)(D)由于其預(yù)判的功能對規(guī)律性較差的信號影響較大，