负电容压电分流-声学黑洞梁的带隙特性研究

1

作者 王天浩 叶天贵 +3 位作者 陈赞栩 陈玉坤 步春阳 靳国永 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第5期920-927,共8页

为探究负电容压电分流阻尼声学黑洞梁在振动传递中的带隙特性,本文基于长波近似假设建立了压电材料的机电耦合模型,并使用多物理场耦合仿真方法计算了声学黑洞-压电分流阻尼梁在强迫振动下的传输特性。经过与文献中结果对比验证了方法... 为探究负电容压电分流阻尼声学黑洞梁在振动传递中的带隙特性,本文基于长波近似假设建立了压电材料的机电耦合模型,并使用多物理场耦合仿真方法计算了声学黑洞-压电分流阻尼梁在强迫振动下的传输特性。经过与文献中结果对比验证了方法的正确性,并揭示了分流电路类型、电容大小和声学黑洞对结构带隙特性和抑振性能的影响规律。研究表明将负电容分流电路与声学黑洞相结合能够有效拓宽梁结构的带隙范围并提高其振动衰减的性能。 展开更多

关键词 声学黑洞 压电分流阻尼 负电容 强迫振动 带隙特性 抑振 长波近似假设 梁结构

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具有分支电路的可控压电阻尼减振技术 被引量：19

2

作者 王建军 李其汉 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期389-403,共15页

对近10年来国内外关于具有分支电路的可控压电阻尼减振技术研究的进展进行了较为详细的评述和讨论。文中首先说明了具有分支电路的压电阻尼减振技术的基本原理和基本形式,然后较为全面的评述不同形式基本分支电路压电阻尼系统的基本特... 对近10年来国内外关于具有分支电路的可控压电阻尼减振技术研究的进展进行了较为详细的评述和讨论。文中首先说明了具有分支电路的压电阻尼减振技术的基本原理和基本形式,然后较为全面的评述不同形式基本分支电路压电阻尼系统的基本特点和研究进展,在讨论了以基本分支电路压电阻尼系统为基础的各种具有可控特性的分支电路压电阻尼系统(包括半主动的和主动-被动杂交的分支电路压电阻尼系统)的研究与发展之后,说明了这种技术在实际工程中的应用,最后建议了今后应深入研究的问题。 展开更多

关键词 分支电路 压电阻尼 可控特性 减振技术 振动控制 压电材料

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压电分流阻尼系统中压电元件形状与布局优化 被引量：6

3

作者 李凯翔 杨智春 +1 位作者 孙浩 张玲凌 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2008年第2期183-186,189,共5页

根据压电方程和材料力学方程推导出机电耦合情况下压电元件表面电荷计算公式,以此为优化目标,对压电分流阻尼抑振系统中的压电元件形状和位置/布局进行了优化分析。在考虑了压电元件附加质量和附加刚度的影响下,采用ANASYS的APDL语言对... 根据压电方程和材料力学方程推导出机电耦合情况下压电元件表面电荷计算公式,以此为优化目标,对压电分流阻尼抑振系统中的压电元件形状和位置/布局进行了优化分析。在考虑了压电元件附加质量和附加刚度的影响下,采用ANASYS的APDL语言对四边固支弹性薄铝板进行参数化建模,根据压电元件的模态应变来计算电荷数量。使用拓扑优化方法得到对应于各阶模态的压电元件最优形状,并针对采用单片和多片压电元件的情况,进行了对应于结构各阶振型的布局优化。根据分析结果,提出了压电分流阻尼系统的压电元件形状和位置/布局优化的基本原则。将分析结果应用于一四边固支薄板的振动响应抑制实验,取得了良好的抑振效果,分流电路闭合后第1阶和第5阶模态响应的幅值分别降低了52.9%与62.6%,验证了压电元件形状和位置/布局优化的有效性。 展开更多

关键词 压电分流 形状优化 布局优化 阻尼抑振

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连续梁的压电分流阻尼模型 被引量：5

4

作者 李宁 张景绘 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期398-402,510,共5页

建立具有压电分流阻尼的连续梁的动力学基本方程,推导出适用于各种不同分支电路构型的广义传递函数,并推导出对应于三种不同分支电路的电器元件最优参数表达式。对三种不同分支电路的减振特性进行理论分析和比较。分析结果表明,LR并联... 建立具有压电分流阻尼的连续梁的动力学基本方程,推导出适用于各种不同分支电路构型的广义传递函数,并推导出对应于三种不同分支电路的电器元件最优参数表达式。对三种不同分支电路的减振特性进行理论分析和比较。分析结果表明,LR并联和LR串联分支电路可以有效地减小振动幅值,并具有相同的减振效果。在LR-C并联分支电路中,通过附加一个电容,可以减小最优设计时所需的电感值,但是减振效果降低。本文为连续梁的压电分流阻尼系统的减振设计提供了有效的方法。 展开更多

关键词 梁 压电材料 分支电路 传递函数 振动控制

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压电分流阻尼控制悬臂梁振动的参数优化分析 被引量：6

5

作者 杨智春 孙浩 崔海涛 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第6期730-733,共4页

采用阻抗分析技术,根据压电材料的机电耦合特性和RLC电路的电学阻抗特性,详细推导了RLC串联压电分流阻尼系统的机械阻抗特性,研究了作单模态振动的悬臂梁在粘贴压电片后形成的压电悬臂梁系统的位移传递函数特性。借助于调谐质量阻尼减... 采用阻抗分析技术,根据压电材料的机电耦合特性和RLC电路的电学阻抗特性,详细推导了RLC串联压电分流阻尼系统的机械阻抗特性,研究了作单模态振动的悬臂梁在粘贴压电片后形成的压电悬臂梁系统的位移传递函数特性。借助于调谐质量阻尼减振理论,进行了压电分流阻尼系统的参数优化分析,并通过算例验证了参数优化前后压电分流阻尼系统对悬臂梁振动的被动控制效果。 展开更多

关键词 压电分流阻尼 振动控制 参数优化

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基于压电分支阻尼的多模态电路被动控制的研究和应用 被引量：4

6

作者 刘莹 卜雄洙 庞俊恒 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期300-303,共4页

该文对基于压电阻尼技术的结构多模态振动控制进行了探讨和研究,从理论上对其能量转换技术,即压电阻塞电流分支电路原理及其优化电路进行了分析和说明。最后以根部粘贴有压电陶瓷片的悬臂梁结构为例,设计了相应的阻塞电流分支电路,并对... 该文对基于压电阻尼技术的结构多模态振动控制进行了探讨和研究,从理论上对其能量转换技术,即压电阻塞电流分支电路原理及其优化电路进行了分析和说明。最后以根部粘贴有压电陶瓷片的悬臂梁结构为例,设计了相应的阻塞电流分支电路,并对该结构的一阶和二阶模态振动控制进行了实验研究和数据分析。结果表明:可以对2个振动模态同时进行衰减,减振效果良好。 展开更多

关键词 被动控制 压电分支阻尼 阻塞电流电路 悬臂梁

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基于极点配置参数优化的压电分流阻尼抑振研究 被引量：3

7

作者 孙浩 杨智春 于哲峰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期106-110,共5页

从结构的力平衡方程、压电元件的电荷平衡方程出发,结合压电分流电路的电压平衡关系,建立了包含RL串联压电分流电路的机电耦合系统的数学模型,并进一步推导出系统的传递函数。以系统自由振动响应的衰减系数最大化为优化目标,采用极点配... 从结构的力平衡方程、压电元件的电荷平衡方程出发,结合压电分流电路的电压平衡关系,建立了包含RL串联压电分流电路的机电耦合系统的数学模型,并进一步推导出系统的传递函数。以系统自由振动响应的衰减系数最大化为优化目标,采用极点配置参数优化方法对传递函数中的参数进行优化分析,求解出压电分流电路中电感元件和电阻元件的优化值。将分析结果应用于一柔性悬臂梁结构的振动响应抑制实验取得了良好的抑振效果,验证了用极点配置参数优化法进行压电分流阻尼振动控制系统设计的有效性。 展开更多

关键词 振动抑制 压电分流电路 极点配置 参数优化

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齿轮被动减振技术研究 被引量：7

8

作者 古成中 吴新跃 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第9期74-76,共3页

为了进一步完善齿轮被动减振技术,总结了齿轮被动减振技术的研究现状,深入研究摩擦耗能器(阻尼环、阻尼塞)和粘弹性耗能器(自由阻尼层、约束阻尼层)的减振特性,指出目前齿轮被动减振技术存在的局限性。通过实例证明压电分流阻尼技术应... 为了进一步完善齿轮被动减振技术,总结了齿轮被动减振技术的研究现状,深入研究摩擦耗能器(阻尼环、阻尼塞)和粘弹性耗能器(自由阻尼层、约束阻尼层)的减振特性,指出目前齿轮被动减振技术存在的局限性。通过实例证明压电分流阻尼技术应用于齿轮被动减振的可行性和正确性,系统研究了粘弹性阻尼和压电分流阻尼的减振特性,分析各自的优势和局限性,提出一种全新的齿轮被动减振方法—压电-粘弹性材料杂交阻尼减振技术,形成优势互补,为齿轮被动减振技术提出了一个新的研究方向。 展开更多

关键词 被动减振 摩擦耗能器 粘弹性耗能器 压电分流阻尼 杂交阻尼

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精密机械结构的自适应压电分流阻尼抑振 被引量：1

9

作者 杨智春 孙浩 +2 位作者 李凯翔 武丹 王臻 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第3期425-428,432,共5页

为提高压电分流阻尼系统对多模态振动的抑制能力,提出了一种基于负阻抗变换器的频率自适应模拟电感电路,并应用于压电分流电路的设计,使压电分流电路能适应结构振动频率的变化而一直处于谐振状态,从而达到最佳的阻尼抑振效果,并研究了... 为提高压电分流阻尼系统对多模态振动的抑制能力,提出了一种基于负阻抗变换器的频率自适应模拟电感电路,并应用于压电分流电路的设计,使压电分流电路能适应结构振动频率的变化而一直处于谐振状态,从而达到最佳的阻尼抑振效果,并研究了分流电路构型和各元件阻抗对抑振效果的影响。将此电路应用于典型精密机械结构——硬盘驱动器磁头驱动臂的多模态振动响应抑制,取得了良好的抑振效果,结构的前3阶稳态响应传递函数的幅值分别降低了8.15 dB、12.06 dB和2.11 dB。 展开更多

关键词 压电分流阻尼 多模态振动抑制 自适应 硬盘驱动器

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基于压电网络的四边固支板多阶共振抑制 被引量：3

10

作者 李琳 李俊 易凯军 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1983-1993,共11页

利用四边固支板横向自由振动的精确解作为模态坐标,在模态空间求解了四边固支压电网络板的机电耦合动力学方程.基于对压电网络板在模拟单点激励下谐响应行为的计算分析,得到了控制其各阶共振的压电网络电路元件最优电学参数.电感电阻并... 利用四边固支板横向自由振动的精确解作为模态坐标,在模态空间求解了四边固支压电网络板的机电耦合动力学方程.基于对压电网络板在模拟单点激励下谐响应行为的计算分析,得到了控制其各阶共振的压电网络电路元件最优电学参数.电感电阻并联型四边固支压电网络板与四边简支压电网络板不同,其具有多个局部最优电学参数.通过分析这些最优参数对其他阶共振的影响,发现四边固支压电网络板具有多阶共振抑制效果,与电阻相比,该效果对电感更加敏感.电感电阻并联型四边固支压电网络板可以实现比电阻型四边固支压电网络板更好的单模态振动抑制效果,但同时其多模态振动抑制效果会降低. 展开更多

关键词 四边固支板 压电陶瓷 电路网络 振动抑制 最优参数

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分支电路压电阻尼系统频域分析方法 被引量：1

11

作者 王建军 姚建尧 李其汉 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期233-237,共5页

首先通过定义具有一般特性的无量纲电阻抗 ,推导出了分支电路压电阻尼减振系统频域特性描述的一般表达式。然后 ,由该一般表达式分别得到了相应于电阻型、电感型、电阻 /电感并联型和电阻 /电感串连型分支电路压电阻尼系统的频响表达式... 首先通过定义具有一般特性的无量纲电阻抗 ,推导出了分支电路压电阻尼减振系统频域特性描述的一般表达式。然后 ,由该一般表达式分别得到了相应于电阻型、电感型、电阻 /电感并联型和电阻 /电感串连型分支电路压电阻尼系统的频响表达式。最后 ,进行了电阻 /电感串连型分支电路压电阻尼系统频响特性的数值仿真 。 展开更多

关键词 分支电路 压电阻尼系统 频域分析方法 振动控制 压电材料

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压电分流阻尼控制悬臂梁振动的实验研究 被引量：1

12

作者 杨智春 崔海涛 孙浩 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第5期526-528,共3页

采用压电分流阻尼原理,对根部粘贴压电陶瓷片的柔性悬臂梁振动控制进行了实验研究。实验中设计了一个由电容、电阻和运算放大器组成的等效电感电路,解决了压电分流电路设计中的超大电感器问题。根据测试得到的带压电分流电路悬臂梁的闭... 采用压电分流阻尼原理,对根部粘贴压电陶瓷片的柔性悬臂梁振动控制进行了实验研究。实验中设计了一个由电容、电阻和运算放大器组成的等效电感电路,解决了压电分流电路设计中的超大电感器问题。根据测试得到的带压电分流电路悬臂梁的闭路和开路自然频率,确定出了压电分流电路的最优参数,对悬臂梁的瞬态振动和单频简谐激励下的稳态振动控制实验表明了压电分流阻尼被动控制结构振动的有效性。 展开更多

关键词 压电分流阻尼 振动控制 分流电路 悬臂梁

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基于分支电路的主动-被动混合式结构振动控制 被引量：2

13

作者 周亚丽 张奇志 熊斌 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2006年第6期5-8,共4页

研究了压电智能结构振动控制问题。采用基于分支电路的主动-被动混合的控制方法对结构振动进行抑制,通过在控制器中设置主动电感使得分支电路的谐振频率在一定范围内可以连续调节,以适应激励频率的变化。给出了系统的模型及控制算法,并... 研究了压电智能结构振动控制问题。采用基于分支电路的主动-被动混合的控制方法对结构振动进行抑制,通过在控制器中设置主动电感使得分支电路的谐振频率在一定范围内可以连续调节,以适应激励频率的变化。给出了系统的模型及控制算法,并进行了仿真及实验研究。仿真及实验研究的结果表明该方法能有效地抑制结构振动,并且其鲁棒性明显好于F ilter-x算法。 展开更多

关键词 振动与波 压电智能结构 分支电路 主动-被动混合控制 振动控制

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压电混合约束层阻尼梁结构的振动控制 被引量：1

14

作者 李明明 方勃 +3 位作者 谭立军 张洁洁 唐冶 黄文虎 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期11-17,共7页

为提高主被动混合压电网络的振动控制频带,结合主被动混合压电网络和被动约束层阻尼结构各自的优点,提出了一种压电混合约束层阻尼结构用于悬臂梁结构的振动控制.利用复剪切模量模型描述粘弹性材料的力学特性,运用Hamilton原理和Rayleig... 为提高主被动混合压电网络的振动控制频带,结合主被动混合压电网络和被动约束层阻尼结构各自的优点,提出了一种压电混合约束层阻尼结构用于悬臂梁结构的振动控制.利用复剪切模量模型描述粘弹性材料的力学特性,运用Hamilton原理和Rayleigh-Ritz法推导压电混合约束层阻尼悬臂梁结构的动力学模型.在此基础上,采用速度反馈控制策略设计主动控制器,并对系统的开环和闭环特性进行数值分析.分析结果表明,与主被动混合压电网络相比,压电混合约束层阻尼结构具有更显著的振动控制性能和更宽的振动控制频带.而且这种压电混合约束层阻尼结构可以很容易地推广到对其他结构的振动控制. 展开更多

关键词 主被动混合压电网络 被动约束层阻尼 HAMILTON原理 分流电路

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通过压电分流阻尼技术抑制结构振动的实验研究 被引量：4

15

作者 毛崎波 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第22期2690-2693,共4页

以一四边固定矩形板为例,通过实验方法对三种不同的压电分流阻尼技术(RL串联压电分流电路、RL并联压电分流电路以及RL-C并联压电分流电路)的振动控制效果进行分析和比较。实验结果表明,当压电分流电路的参数调节到最优值时,能够有效降... 以一四边固定矩形板为例,通过实验方法对三种不同的压电分流阻尼技术(RL串联压电分流电路、RL并联压电分流电路以及RL-C并联压电分流电路)的振动控制效果进行分析和比较。实验结果表明,当压电分流电路的参数调节到最优值时,能够有效降低结构振动;RL串联压电分流电路和RL并联压电分流电路的控制效果基本相等;RL-C并联压电分流电路能够降低分流电路中的最优电感值,但是控制效果也随之变差。实验结果还表明压电分流电路对电感值相当敏感,如果电感值偏离最优值,有可能会使得控制效果大幅下降。 展开更多

关键词 压电分流阻尼 分流电路 压电陶瓷 结构振动

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基于拓扑优化的叶盘压电阻尼器性能研究 被引量：2

16

作者 李琳 田开元 +1 位作者 范雨 马皓晔 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1831-1840,共10页

针对压电分支阻尼技术在航空发动机叶盘结构振动抑制问题中的应用,提出了一种拓扑优化方法,可给出限定用量的压电材料在轮盘上的最佳位置,以提升压电分支阻尼的上限。在轮盘上布置压电材料还可防止对叶片通道内流场的影响,避免降低流体... 针对压电分支阻尼技术在航空发动机叶盘结构振动抑制问题中的应用,提出了一种拓扑优化方法,可给出限定用量的压电材料在轮盘上的最佳位置,以提升压电分支阻尼的上限。在轮盘上布置压电材料还可防止对叶片通道内流场的影响,避免降低流体效率。首先,论述了该拓扑优化方法的原理,推导了模态机电耦合系数这一核心参数的计算公式及其与最佳阻尼比、模态应变场的关系。其次,建立了基于模态应变场的压电材料分布拓扑优化方法,可用于任意有限元模型。最后,将该优化方法应用于一个航空发动机压气机叶盘结构模型,分别针对单一和多阶模态进行了压电材料在轮盘上分布的拓扑优化,研究这种铺设方式对各典型模态(轮盘主导、叶片主导、耦合振动)的振动抑制效果。结果表明,在仅采用占轮盘质量5%的压电材料的情况下,优化后的压电阻尼器最多可以为轮盘振动主导模态及叶片-轮盘耦合振动模态提供约13%的模态阻尼比,为叶片主导模态提供的模态阻尼比集中在2%~4%。 展开更多

关键词 压电分支阻尼 叶盘结构 振动抑制 机电耦合系数 拓扑优化

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模态自适应相位调制的多压电元件压电分流系统 被引量：1

17

作者 杨智春 孙浩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期90-94,共5页

在含有多个压电元件的压电分流系统中,各压电元件的输出电压之间的相位关系会随着结构振动模态的变化而变化,导致诱发电荷中和抵消,降低了压电分流系统的抑振效果。由此,该文提出了几种典型的等效电压源网络拓扑结构,在分析各自优缺点... 在含有多个压电元件的压电分流系统中,各压电元件的输出电压之间的相位关系会随着结构振动模态的变化而变化,导致诱发电荷中和抵消,降低了压电分流系统的抑振效果。由此,该文提出了几种典型的等效电压源网络拓扑结构,在分析各自优缺点的基础上,将并联连接确定为最佳组网方式。针对此组网方式,为了保证在不同阶次的模态响应下,各压电元件的输出电压均保持同相,提出了具有模态自适应能力的相位调制技术,并设计制作了相应的模拟电路。仿真结果表明,该系统能够可靠的完成自适应相位调制,避免了多压电元件压电分流系统电荷中和现象的出现。 展开更多

关键词 压电分流 相位调制 多压电元件 振动控制 网络拓扑

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采用压电开关分流电路技术的半主动振动控制

18

作者 杨智春 李凯翔 +2 位作者 孙浩 武丹 王巍 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期558-562,共5页

利用压电材料的正压电效应,设计出一种新型的状态开关型压电分流电路。由压电换能器将结构振动变形的应变能转化为电介能,当压电换能器极化表面的电荷积聚达到最大值时,闭合分流电路中的状态开关,分流电路短路,压电换能器上下表面的正... 利用压电材料的正压电效应,设计出一种新型的状态开关型压电分流电路。由压电换能器将结构振动变形的应变能转化为电介能,当压电换能器极化表面的电荷积聚达到最大值时,闭合分流电路中的状态开关,分流电路短路,压电换能器上下表面的正负电荷中和抵消,以焦耳热的形式耗散掉电介能,达到抑制结构振动的目的。将这种振动控制技术应用于柔性悬臂梁的振动抑制,研究状态开关闭合持续时间对抑振效果的影响。实验结果表明,开关的闭合持续时间约为结构振动周期的1/10时,抑振效果最佳,悬臂梁第一阶稳态响应幅值降低量约为55%。 展开更多

关键词 压电分流 开关电路 半主动振动控制

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带空腔压电智能板的减振降噪实验研究

19

作者 贺岩松 李耀光 +2 位作者 沈旺 徐中明 赵勤 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期621-625,共5页

将汽车乘坐室简化为一封闭的矩形空腔,搭建了一个在作为矩形空腔的一个面的弹性智能板上装有压电分流阻尼装置的振动控制实验模型。针对弹性板第1阶模态,以压电元件存储电能最大化为目标,对压电元件粘贴位置进行了布局优化。为模拟车内... 将汽车乘坐室简化为一封闭的矩形空腔,搭建了一个在作为矩形空腔的一个面的弹性智能板上装有压电分流阻尼装置的振动控制实验模型。针对弹性板第1阶模态,以压电元件存储电能最大化为目标,对压电元件粘贴位置进行了布局优化。为模拟车内噪声的不同来源和传播途径,分别进行了力锤、扬声器和激振器3种激励下压电分流阻尼的减振降噪实验。实验结果表明,通过压电分流阻尼控制后在1阶模态频率处的智能板频响函数幅值和空腔内声压幅值均有降低。本研究为车内低频噪声的控制提供了新方法。 展开更多

关键词 乘坐室 空腔模型 压电分流阻尼 布局优化 减振降噪

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周期性压电分流薄板结构振动控制方法研究 被引量：2

20

作者 闫旭 郭辉 +1 位作者 王岩松 李佳杰 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期126-130,共5页

为降低薄板振动产生的辐射噪声,采用将分流压电振子周期性固定于薄板上的方式进行振动控制,因结构符合周期性所以能够衰减压电薄板的振动量从而抑制薄板产生的辐射噪声。分别利用有限元法和传递矩阵法建立分流压电薄板的理论模型和弹性... 为降低薄板振动产生的辐射噪声,采用将分流压电振子周期性固定于薄板上的方式进行振动控制,因结构符合周期性所以能够衰减压电薄板的振动量从而抑制薄板产生的辐射噪声。分别利用有限元法和传递矩阵法建立分流压电薄板的理论模型和弹性波传播理论模型,分析了压电薄板对振动衰减的原理,研究了3种分流电路调谐频率对压电薄板振动衰减的影响。结果表明,当电路调谐频率为850Hz时,压电薄板的振动衰减量最大。 展开更多

关键词 周期性 压电振子 薄板 分流电路 有限元分析 振动控制

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