专利汇可以提供一种压电与阻尼层复合的薄壁构件振动主被动控制技术专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种压电与阻尼层复合的薄壁构件振动主被动控制技术,压电陶瓷层与粘弹性阻尼材料层连接,粘弹性阻尼材料层与薄壁板壳构件连接,薄壁板壳构件与振动传感与 数据采集 模 块 连接,薄壁板壳构件与主动控 制模 块连接;压电式 加速 度 传感器 与薄壁板壳构件连接,薄壁板壳构件与A/D转换采集卡连接,A/D转换采集卡与计算机控制单元连接;主动控制 硬件 系统和主动控制 软件 系统连接;压电陶瓷层与 电压 输入输出卡连接。该 发明 薄壁板壳构件动 力 学特性以及振动主被动联合控制的技术实现、粘弹性阻尼材料和压电陶瓷复合结构的布局优化,性能良好和功能齐全,运行稳定,应用于航空 发动机 管路系统的固定 支撑 装置技术领域中。,下面是一种压电与阻尼层复合的薄壁构件振动主被动控制技术专利的具体信息内容。
1.一种压电与阻尼层复合的薄壁构件振动主被动控制技术,包括压电陶瓷层、粘弹性阻尼材料层、薄壁板壳构件、振动传感与数据采集模块、主动控制模块,其特征在于:压电陶瓷层与粘弹性阻尼材料层连接,粘弹性阻尼材料层与薄壁板壳构件连接,薄壁板壳构件与振动传感与数据采集模块连接,薄壁板壳构件与主动控制模块连接;所述的振动数据采集模块由压电式加速度传感器、A/D转换采集卡、计算机控制单元组成,压电式加速度传感器与薄壁板壳构件连接,薄壁板壳构件与A/D转换采集卡连接,A/D转换采集卡与计算机控制单元连接;所述的主动控制模块由主动控制硬件系统和主动控制软件系统组成,主动控制硬件系统和主动控制软件系统连接;所述的主动控制硬件系统由压电陶瓷层、压电陶瓷传感器、电压输入输出卡、压电陶瓷层驱动用电压放大器组成,压电陶瓷层与电压输入输出卡连接,电压输入输出卡与压电陶瓷层驱动用电压放大器连接,压电陶瓷层驱动用电压放大器与压电陶瓷传感器连接;所述的主动控制软件系统由信号滤波模块、信号处理模块、控制算法模块和过载保护与信号输出模块组成,信号滤波模块与信号处理模块连接,信号处理模块与控制算法模块连接,控制算法模块与过载保护与信号输出模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种压电与阻尼层复合的薄壁构件振动主被动控制技术,其特征在于:所述的压电陶瓷传感器粘贴在薄壁构件表面,用于拾取薄壁构件在振动状态下的电压信号,经过电压输入输出卡的电压信号传输到计算机控制单元进行反相处理,处理后的电压信号经压电陶瓷层驱动用电压放大器进行放大后作用到压电陶瓷层,实现对薄壁构件的作动;其中A/D转换数据采集卡将压电陶瓷传感器拾取的电压信号进行模数转换,经信号滤波模块实现对一定频域信号带通滤波,滤波后的信号经信号处理模块可实现反相和幅值缩放,然后经控制算法模块将处理后的电压信号传输至作动器实现主动控制,过载保护与信号输出模块可实现压电陶瓷片的过载保护。
3.根据权利要求1所述的一种压电与阻尼层复合的薄壁构件振动主被动控制技术,其特征在于:将压电陶瓷层和粘弹性阻尼材料层进行复合一起,并粘贴在薄壁板壳构件表面上,通过压电陶瓷层的电压调控产生作用力,主动地调整粘弹性阻尼材料层的剪切变形,增大粘弹性阻尼材料层的耗能量,实现薄壁板壳构件振动的快速衰减;同时,压电陶瓷层产生的作用力通过粘弹性层传递作用于薄壁板壳构件,对薄壁板壳构件的特定模态刚度进行增强或调定,降低薄壁板壳构件的特定模态共振或近共振响应;能够实现对薄壁板壳构件多个谐波振动定频和宽频范围内的随机振动的有效控制;所述的加速度传感器粘贴在薄壁板壳构件的表面,用于薄壁板壳构件振动信号的实时监测;主动控制模块将输入振动信号进行运算,通过控制算法实现控制信号输出,将电压放大并作用于压电陶瓷层,实现对薄壁板壳构件的定频和宽频振动的有效控制。
4.根据权利要求1所述的一种压电与阻尼层复合的薄壁构件振动主被动控制技术,其
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特征在于:所述的粘弹性阻尼材料层的面密度0.464kg/m ,拉伸强度37.2MPa,弹性模量
23.5GPa;在25-400℃、0-2000Hz范围内粘弹性阻尼材料损耗因子为0.025;高于同类粘弹性阻尼材料0.01左右;所述的粘弹性阻尼材料,实现在较宽的温度范围内具有高阻尼特性,耐温达到-80~350℃,在-80~350℃环境温度范围内阻尼能力稳定不退化;具有耐腐蚀、耐油突出特点。
5.根据权利要求1所述的一种压电与阻尼层复合的薄壁构件振动主被动控制技术,其特征在于:所述的压电陶瓷片的压电应变常数d31、d33、d15分别为186×10-12C/N、420×10-
12C/N、660×10-12C/N;弹性常数 分别为15m2/N、5.3m2/N、25m2/N;相对介电常数为2200。
6.根据权利要求1所述的一种压电与阻尼层复合的薄壁构件振动主被动控制技术,其特征在于:所述的压电陶瓷层厚度为1mm,且均匀分布在薄壁板壳构件根部,压电陶瓷层变形产生的作用力也会通过粘弹性层传递到薄壁板壳构件上,实现对薄壁板壳构件的刚度的主动控制,在不同激励形式下,实现了在薄壁板壳构件定频和宽频范围内的有效减振;所述的压电陶瓷层和粘弹性阻尼材料层进行复合,利用粘合剂进行粘贴;复合而成的多层结构即为薄壁板壳构件振动的主被动控制执行结构。
7.根据权利要求1所述的一种压电与阻尼层复合的薄壁构件振动主被动控制技术,其特征在于:所述的压电陶瓷层和粘弹性阻尼材料层的粘贴位置,由薄壁板壳构件的振动特性来确定,应在模态应力或响应动应力最大的区域粘贴;以薄壁板壳构件的加权处理的前四阶模态损耗因子最大化为优化目标、以粘弹性阻尼材料层的表面积占比不超过50%为约束条件,进行粘弹性阻尼层粘贴位置和所在区域的布局与形状以及材料厚度的优化;压电陶瓷层驱动用电压放大器用于将电压输入输出卡的电压输出信号进行放大,驱动电源电压幅值放大倍数为15倍,空载满幅值带宽为1000Hz。
8.根据权利要求1所述的一种压电与阻尼层复合的薄壁构件振动主被动控制技术,其特征在于:所述的主动控制软件系统增加了信号滤波模块,能够有效降低传感信号干扰;电压采样模式选择硬件定时单点采样,硬件定时单点采样能够实现连续采样或者生成采样,采用无缓冲的硬件定时采样,能够消除由于数据缓冲引起的时间延迟;同时为保证数据输入与数据输出同步,可在多个任务或设备间共享时钟和触发,保证数据输入与数据输出同步;所述的主动控制软件通过幅值缩减系数对输出波形的峰峰值进行缩放,实现不同电压的输出。
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