Comparison of passive and active methods for sound radiation reduction from the clamped plate

• Autorzy: Kozupa M. , Wiciak J.

Warianty tytułu

PL

Porównanie aktywnych i biernych metod w redukcji promieniowania akustycznego utwierdzonej płyty

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper is an analytical and experimental study of smart structure, which consist of steel plate with bonded PZTs and porous elastomer layer. Active control of sound radiation from a clamped at the edge square plate is examined. Simulations and numerical computation of the experiment are performed in ANSYS environment. Calculations of plate vibration and sound radiation under stepped harmonic force are performed. The experimental set-up is placed in coupled reverberation chambers and the test plate is placed in the hole. A variety o test cases were studied for three different plates: steel plate + PZT, steel plate + elastomer layer, steel plate + PZT + elastomer layer. The aim of the paper is to illustrate the possibilities of using piezoelectric materials as an active control and elastomer layers as passive methods in one structure to improve the transmission loss.

PL

Artykuł przedstawia badania analityczne i symulacje oraz pomiary eksperymentalne inteligentnej struktury składającej się z płyty stalowej z przyklejonymi elementami aktywnymi PZT i naniesioną na powierzchnię warstwą elastomerową. Zbadano aktywne sterowanie promieniowaniem akustycznym płyty utwierdzonej na brzegach. Obliczenia numeryczne symulacji wykonano w środowisku obliczeniowym ANSYS. Obliczone zostały drgania i promieniowanie akustyczne płyty pod wpływem wymuszenia harmonicznego przez jeden z elementów PZT. Stanowisko pomiarowe usytuowano w zespole komór sprzężonych. Na stanowisku przetestowano kilka rodzajów obiektów badań: płyta stalowa z elementami PZT, płyta stalowa z warstwą elastomerową, płyta stalowa z elementami PZT i warstwą elastomerową. Celem artykułu jest pokazanie możliwości wykorzystania w jednej strukturze materiałów piezoelektrycznych, jako metody aktywnej i warstwy elastomerowej, jako metody pasywnej do zwiększenia dzwiękoizolacyjności struktury.

Słowa kluczowe

EN

smart materials; active control; vibrations; PZT; FEM

PL

PZT; materiały inteligentne; metody aktywne; drgania; MES (metoda elementów skończonych)

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Mechanics and Control
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 29, no. 3
• Strony: 128--131
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kozupa M.

autor

Wiciak J.

• Department of Mechanics and Vibroacoustics, AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland,

Bibliografia

• [1] Brański A., Szela S. 2007, On the quasi optimal distribution of PZTs in active reduction of the triangular plate vibration. Archives of Control Sciences, vol. 17 (4), pp. 427-437.
• [2] Elliott S.J., Johnson M.E. 1972, Radiation Modes and the Active Control of Sound Power. The Journal of the Acoustical Society of America, vol. 51 (3), pp. 946-952.
• [3] Fuller C.R., Elliott S.J., Nelson P.A. 1996, Active Control of Vibration. Academic Press, London.
• [4] Kozień M., Wiciak J. 2009, Choosing of optimal voltage amplitude of four pairs square piezoelectric elements for minimization of acoustic radiation of vibrating plate. Acta Physica Polonica A, vol. 116 (3), pp. 348-350.
• [5] Kozień M., Wiciak J. 2008, Reduction of structural noise inside crane cage by piezoelectric actuators - FEM simulation. Archives of Acoustics, vol. 33 (4), pp. 643-652.
• [6] Kozupa M. 2009, Acoustic emission reduction of rectangular plate with active elements [Abstract]. Archives of Acoustics, vol. 34 (3), pp. 376.
• [7] Kozupa M., Wiciak J. 2010, Analiza mes płyty kwadratowej z elementami PZT promieniującej do objętości akustycznej. XII Sympozjum „Wpływ wibracji na otoczenie”, Janowice 27-30 września 2010.
• [8] Rao M.D. 2003, Recent applications of viscoelastic dampingfor noise control in automobiles and commercial airplanes. Journal of Sound and Vibration, vol. 262, pp. 457-474.
• [9] Wallace C.E. 1993, Radiation Resistance of a Rectangular Panel. The Journal of the Acoustical Society of America, vol. 94 (4), pp. 2194-2204.