FEM analysis of a beam for piezolectric passive vibration control system

• Autorzy: Ścisło Ł.

Warianty tytułu

PL

Analiza MES belki do pasywnego tłumienia drgań przy użyciu elementów piezoelektrycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

One of the most significant problems nowadays is an issue of vibrations suppression. Vibrations can have negative effects on proper work of industrial systems as well as on operators health. In recent years many researchers have devoted a lot of attention to smart materials, which can be implemented in vibration suppression systems. This paper presents a beam structure with piezoelectric stripes glued to the surface. The model was made in Ansys application utilizing Finite Element Method (FEM). The aim of the analysis was choosing the correct model and quality of the mesh which will ensure that the model can be used for wide spectrum of analysis. It was shown that only 3D model represents the behavior of vibrating beam in all the aspects and gives results very similar to analytical ones. Presented model may be utilized for multimodal passive damping by connecting the correct electric circuit with calculated values of inductance and resistance.

PL

W dzisiejszych czasach ważnym problemem stało się zagadnienie tłumieni drgań, które mogą mieć negatywne skutki dla pracy maszyn, jak również dla zdrowia operatora. W ostatnich latach wiele uwagi poświęca się materiałom inteligentnym, które można wykorzystać do systemów tłumienia drgań. W pracy przeanalizowano strukturę belkową na powierzchni której przyklejono przetworniki piezoelektryczne. Struktura zastała zamodelowana w programie Ansys przy pomocy metody elementów skończonych. Celem analizy było dobranie odpowiedniego modelu oraz gęstości siatki, dzięki czemu w przyszłości model będzie mógł służyć do szerokiego spektrum analiz. Pokazano, iż tylko model 3D pokazuje zjawisko we wszystkich jego aspektach dając wyniki najbardziej zbliżone do rzeczywistych. Tak przygotowany model może być użyty do wielomodalnego pasywnego tłumienia drgań przez podłączenie odpowiedniego obwodu z dobraną cewką i rezystancją.

Słowa kluczowe

EN

FEM; modal analysis; passive damping; piezoelectric materials

PL

analiza modalna; materiały piezoelektryczne; MES (metoda elementów skończonych); tłumienie pasywne

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 107, z. 2-M
• Strony: 247--254
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.,Wz., rys., tab.,

Twórcy

autor

Ścisło Ł.

• Institute of Applied Informatics, Faculty of Mechanical Engineering, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Brański A., Szela S., Improvement of effectiveness in active triangular plate vibration reduction, Archives of Acoustics, Vol. 33, No. 4, 2008, 521–530.
• [2] Elliott S.P., Nelson P.A., Control of Vibrations, Academic Press, London, 1997.
• [3] Kozień M.S., Promieniowanie akustyczne płyt i powłok o małej wyniosłości, Monografia- Mechanika nr 331, Politechnika Krakowska, Kraków 2007.
• [4] Wiciak J., Wybrane zagadnienia redukcji drgań i dźwięków strukturalnych, monografia, AGH, 2008.
• [6] Moheimani S.O.R., Fleming A.J., Piezoelectric Transducers for Vibration Control and Damping, Springer, London 2006.
• [7] Dokumentacja techniczna programu Ansys.