约束阻尼双压电层复合板振动分析与控制

"约束阻尼双压电层复合板振动" 文章详细探讨了约束阻尼双压电层复合板的振动特性，由曹雄涛和王明胜两位学者进行研究。他们利用Fourier变换和经典层合板理论，在波数域内对这种复合板的自由振动和强迫振动进行了深入的解析分析。研究内容包括双压电层在闭路、开路状态，以及外接电阻电感元件和主动控制情况下的电势解。通过这种方式，他们得出了在波数域上的五个运动方程，这些方程对于理解和预测复合板的动态行为至关重要。 研究发现，当双压电层处于不同的控制模式下（闭路、开路、外接电阻电感元件和主动控制），约束阻尼复合板的自然频率和损失因子与无压电效应的情况相比并没有显著改变。这表明，振动能量主要不是转化为电能，而是被消耗掉了。此外，随着比例和微分反馈增益的增加，主动控制能够显著提高约束阻尼复合板的损失因子，同时自然频率也会有较大的变化。 在振动控制方面，研究对比了有无主动控制情况下，单位横向点力作用下压电复合板的横向位移功率谱。结果表明，比例微分主动控制能够强烈抑制智能复合板的振动幅值。特别地，四种控制条件中，约束阻尼压电复合板在主动控制下的减振效果最佳，显示出主动控制在振动抑制方面的优越性能。 关键词：水声工程、压电复合板、约束阻尼层 该研究受到高等学校博士学科点专项科研基金新教师类资助课题（20133121120003）、国家自然科学基金资助项目(11302124)以及机械系统与振动国家重点实验室研究项目（MSV201410）的支持。作者曹雄涛是副教授和硕士生导师，专注于波传播和声辐射领域。 这项研究为理解和优化压电复合材料在振动控制中的应用提供了重要的理论基础，特别是在水声工程领域，这种复合材料可能有着广泛的应用前景。通过深入理解其振动特性和主动控制的效果，可以设计出更高效的振动抑制系统，对船舶动力机舱、水下结构以及其他噪声和振动控制领域具有重要意义。