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相似文献
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1.
压电智能结构的实验研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
在复合材料表层铺设压电元件,利用压电元件能够实现力学量和电学量之间相互转化的独特性能,可将其用作传感器和驱动器,赋予材料和结构传感及动作的能力。本研究的压电材料采用锆钛酸铅压电陶瓷,基体材料采用玻璃纤维-环氧树脂复合材料,与外部信号采集和控制系统结合,构成了智能结构实验系统。本文对这一系统的损伤诊断和损伤主动控制功能进行了实验研究。该结构一方面可对冲击、过载等可能造成损伤的原因进行监测,并诊断裂缝、连接松动等损伤的产生和位置,另一方面还可自适应地驱动结构中的压电驱动器,改善结构应力状态,防止损伤的扩展。  相似文献   

2.
光纤智能结构的传感网络敏感区域探测   总被引:2,自引:0,他引:2  
实用的传感网络控制决策以及相应的控制系统保证了智能结构的使用可靠性,而传感网络敏感区域的确定影响到传感网络信号的有效性和传感网络覆盖位置的正确性.本文利用了与光纤智能结构匹配性较好的粗糙集理论粒度计算方法,对光纤智能结构的传感器网络敏感区域进行探测.在研究了机翼盒段光纤智能夹层传感网络后,得出了敏感区域分布和传感网络的覆盖位置,经过分析认为,此法可对光纤智能结构传感网络敏感区域进行探测并可以简省传感网络信号.  相似文献   

3.
根据所观察到的一些损伤形式,对智能结构的损伤和失效问题进行了初步研讨。中给出了失效的定义和一些可能的损伤形式,并指出智能材料结构的损伤和失效研究重点应放在对其功能失效的研究上。用有限元法初步分析了压电驱动器部分脱粘对结构静变形控制的影响。数值结果表明,压电驱动器部分脱粘会减弱其驱动效率,从而影响对结构静变形控制的能力和精度。  相似文献   

4.
压电陶瓷元件是目前在智能材料结构中广泛使用的一种驱动元件。建立驱动应力与控制信号之间的关系即传递驱动方程,对于分析压电陶瓷元件的驱动特性非常必要。本文以剪滞变形理论为基础,分析了压电陶瓷元件在驱动结构时的应力传递过程,建立了传递驱动模型;并以PZT5型压电陶瓷元件驱动玻纤/环氧层合板为例对所建模型进行了实验验证。结果表明,建立的驱动模型与实际情况比较吻合。最后,根据实验结果和所建模型对影响压电陶瓷元件驱动层合板性能的一些主要参数作了分析。  相似文献   

5.
为了满足民用和军事领域对智能飞行器日益增长的需求,在承载、连接等功能的基础上,具有自诊断、自适应、自控制、自修复等“智能功能”的智能结构应运而生。这一技术的出现显著地推动了航空领域的发展,如利用形状记忆合金作为驱动器驱动指定结构变形可以改变飞行器气动性能,而利用压电材料作为传感器和驱动器对结构进行健康监测和振动噪声控制是当前智能结构研究的重要方向。以此为背景,介绍了南京航空航天大学智能结构研究团队近十年来在智能结构方面的研究进展,以期为智能结构技术的发展与创新提供可以借鉴的思路。  相似文献   

6.
采用将Lamb波和时频分析相结合的方法,对碳纤维增强复合材料层板结构进行在线的连续监测。首先研究Lamb波在复合材料层板结构中的传播问题,利用Mindlin板理论建立了低阶反对称Lamb波在各向异性复合材料层板中随传播角变化的频散关系;然后用小波变换对由压电传感元件激励和接收的Lamb波信号在时频域进行分析,提取特征信息,测量出Lamb波在结构中实际传播的飞行时间和群速度,并与理论结果相比较;在此基础上结合理论与实际量测信息,考虑各向异性对Lamb波速度的影响,使用遗传算法确定损伤位置,并估算损伤尺寸。实验研究表明了本文方法的可应用性和有效性。  相似文献   

7.
智能材料结构的研究进展   总被引:3,自引:2,他引:1  
智能材料结构是当前国内外研究的热门课题,进展很快。它的兴起将冲击材料研究部门,并引起了结构设计部门的变革。本文主要介绍埋入传感元件、驱动元件并采用人工神经网络、图形特征识别及新型声发射系统的三种强度自诊断智能结构,埋入形状记忆合金丝的大面积强度自适应结构,以及预报材料疲劳寿命、减振降噪、无舵面机翼和光电红外隐身等智能结构的研究进展。  相似文献   

8.
采用多片压电元件(PZT)粘贴在焊接铝板结构表面,用阻抗分析仪测量PZT导纳信息,研究激励频率对PZT导纳值的影响以及不同位置PZT传感器对裂纹感知的灵敏性.构建人工神经网络,对焊缝结构的缺陷进行定位.实验结果表明:PZT传感器的导纳谱能灵敏地反映结构状态的微小变化;且不同位置PZT对裂纹感知的灵敏度不同;对于同一PZT,激励频率不同,其阻抗变化量不同;提取导纳信息中表征结构健康状况的特征量作为神经网络的输入向量,训练后的神经网络可以迅速并准确地实现焊缝结构损伤的监测和定位.  相似文献   

9.
据美国陆军材料和机械研究中心J·SHUFORD和P·THOMAS等人报告:最近发现某些有机聚合物,当其经过适当处理(进行定向和极化处理)之后,也显示出与压电陶尧材料和无机晶体压电材料一样的压电效应。他们研究并制备出压电聚合物,并企图找出用它作为微音器、加速度计、应变计、医用传感器的传感元件时所具有的特性。通过研究得知具有大的压电效应的聚偏二氟乙烯(PVF_2)及它的共聚物就是制备这些器件的极好材  相似文献   

10.
由于压电加速度计具有某些优点,所以广泛地采用这种传感器准确地测量振动与冲击,但是,实际发现,其测量结果严重地受基座弯曲和温度瞬变这两种环境因素的影响。为此近几年进行了许多结构设计的改进工作。克服基座弯曲的最好结构形式是三角剪切式,即将三块压电元件分别固定在加速度  相似文献   

11.
由于高频涡流的作用,飞机局部复合材料构件承受面外气动冲击载荷,产生累积疲劳损伤.本文通过在复合材料壁板表面粘贴压电驱动器,采用传感器测量构件在气动冲击下的响应,应用自适应振动前馈原理,控制驱动器的驱动应变,从而抑制其动态响应,达到减小累积疲劳损伤的目的.试验结果表明,主要模态的应变幅值能够得到有效抑制.  相似文献   

12.
讨论了利用压电片作为传感器和驱动器对悬臂梁进行主动振动控制问题,针对模态频率差距较大的系统,提出了分组建模和控制的方法。使用滤波器消除观测溢出。文中还讨论了传感器/驱动器配置问题。实验结果验证了所述方法的有效性。  相似文献   

13.
建立了大位移压电固体作动筒(Piezoelectric induced strain actuator, PZT ISA)的动力学模型。探讨了压电固体作动筒在结构应用中的力学驱动模型,研究了压电作动筒和结构之间的驱动传递关系,以及在结构应用中获得最大输出位移和最大作用力的匹配关系;研究了利用压电作动筒驱动直升机伺服襟翼的一种初步构想以及机械放大机构,用于替代现有的液压装置,对旋翼进行主动减震降噪。同时在不同的频率及负载下,对压电作动筒的驱动性能进行了实验,并作了讨论。结论表明:利用压电作动筒作为直升机伺服襟翼控制的驱动器件,可以实现对伺服襟翼的主动变形及振动控制。  相似文献   

14.
含压电传感器和驱动器的复合材料中厚板有限元分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于变分原理和一阶剪切理论,本建立了一种新的机电耦合矩形有限单元.该单元具有四个节点20个位移自由度.电自由度为单元中的压电铺层层数。通过静态控制方程推得的旋转位移表达式中含有横向位移的三次导数.从而该单元不仅能分析薄板的变形.而且还能分析中厚板在电载荷和外力载荷作用下的变形。然后.根据所建立的有限单元.结合相关方程.编写了有限元分析程序并对一些算例进行了数值模拟.通过将所得结果与有关献的结果进行对比.验证了本单元的有效性。最后对压电非均衡复合材料在电载荷作用下的变形进行了分析。结果表明.当复合材料中正的铺层角和对应的负铺层角的厚度比改变时。在相同电载荷作用下对结构的变形有较大的影响。  相似文献   

15.
为了实现对金属铝板的损伤检测,从而为航空装备提供高效、可靠的维修检测技术保障。介绍了压电阻抗技术用于结构损伤检测的基本原理,并以含裂纹铝合金圆片为对象开展了实验研究和深入探讨。研究结果表明,高频激励下,可以通过PZT电阻抗实部响应曲线谱的变化来识别结构损伤。同时引入了不同损伤下,PZT电阻抗实部相关系数偏差(1-R2),以(1-R2)3来定义损伤指数,从而实现了损伤初步定量估计。  相似文献   

16.
低温环境下超声电机定子特性   总被引:2,自引:0,他引:2  
超声电机是一种新型的驱动器,由于其具有大力矩/重量比,控制性能好等优点,适合在航天器上使用,因此,在低温环境下对超声电机性能的变化进行研究就非常必要.分析了在低温环境下,超声电机定子弹性体和压电陶瓷元件性能变化,改进了不同环境下超声电机用压电陶瓷的压电方程,并通过该方程推出了压电陶瓷元件的d33随着温度的下降而降低.结合超声电机定子振动,归纳出低温环境下,超声电机定子对超声电机性能下降的影响.通过超声电机在低温环境下的性能测试,验证了低温环境下超声电机定子性能变化的理论分析.得到结论:压电陶瓷在低温环境下的性能下降是影响超声电机定子性能变化的主要原因.  相似文献   

17.
基于一阶剪切变形理论和压电方程,推导了压电层舍板本构方程,得到一个双程压电-机械耦合的有限元模型,它可以对具有任意分布的表面粘贴式或嵌入式压电传感器和驱动器的复合材料层合板的机电响应进行分析。所得算例的计算结果与文献中的实验结果或ANSYS分析结果非常吻合,也显示了在压电传感器有信号输出时,单程压电-机械耦合的有限元模型所存在的误差。  相似文献   

18.
本文分别从压电的传感器和驱动器的力学和电磁学特性入手,详细地描述了带有反馈装置的表面铺设传感器和驱动器的智能梁的力学特性,给出了其微分方程;同时,根据有限元理论,推导了智能梁离散系统的动态微分方程及能量方程在理论分析的基础上,对反馈装置带来的控制力进行优化分析,尽可能地提高了驱动器的使用效率。  相似文献   

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