Analiza stanu przejściowego drgań belki z elementami piezoelektrycznymi metodą elementów skończonych

• Autorzy: Kozień M. , Ścisło Ł.

Warianty tytułu

EN

Transient analysis of the vibrating beam with PZT elements using finiete element method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zastosowanie sterowanych elementów piezoelektrycznych, rozmieszczonych w odpowiedniej konfiguracji na powierzchni drgającej belki jest jedną ze współcześnie rozwijanych metod redukcji ich drgań. Jednym z istotnych zagadnień jest tłumienie wielomodalne. Elementy piezoelektryczne - aktuatory - powinny być rozmieszczone na powierzchniach zewnętrznych w taki sposób, aby leżały w obszarach o dużej krzywiźnie wynikającej z postaci drgań. Możliwe są dwie podstawowe realizacje układu: pasywny bez sterowania, dobrany na określone częstotliwości, lub aktywny ze sterowaniem. Celem pracy było zbudowanie i przetestowanie kodu pozwalającego na analizę stanu przejściowego drgań wymuszonych belki. Uzyskane rezultaty analiz pokazują, ze możliwy staje się zapis algorytmu sterowania w języku APDL pakietu metody elementów skończonych Ansys.

EN

Application of the controlled piezoelectric elements, suitable distributed over the external surfaces of the vibrating beam is one of the contemporary applied method of reduction of its vibrations. One of the important problems is the multimodal damping. The piezoelectric elements - actuators - should be distributed on the external surfaces in areas of high curvatures comminf from the vibrations shapes. Two basic attemps of damping can be applied: active one with control system or and passive one designed for chosen frequency. The aim of the paper was to built and to test tke numerical code for transient analysis of excited and active damped beam. The obtained results makes possible to do the next step: to write the APDL control procedure in the Ansys finite element method system.

Słowa kluczowe

PL

materiały inteligentne; materiały piezoelektryczne; tłumienie drgań

EN

dumpers; piezoelectric transducers; smart materials; vibration control

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Mechanika
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 108, z. 1-M
• Strony: 75--81
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.,Rys., wz., wykr.,

Twórcy

autor

Kozień M.

autor

Ścisło Ł.

• Wydział Mechaniczny, Instytut Mechaniki Stosowanej, Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] De Abreu G.L.C.M., Ribeiro J.F., Steffen V., Finite element modeling of a plate with localized piezoelectric sensors and actuators, J. Braz. Soc. Mech. Sci. & Eng. 26, 2, 2004, 117-127.
• [2] Brański A., Borkowski M., Szela S., The Idea of the Selection of PZT-Beam Interaction Forces in Active Vibration Protection, Acta Physica Polonica A, Vol. 118, No. 4, 2010, 17-22.
• [3] Brański A., Szela S., Improvement of effectiveness in active triangular plate vibration reduction, Archives of Acoustics, Vol. 33, No. 4, 2008, 521-530.
• [4] Brański A., Szela S., Quasi-optimal PZT distribution in active vibration reduction of the triangular plate with P-F-F boundary conditions, Archives of Control Sciences, Vol. 20(LVI), No. 2, 2010, 209-226.
• [5] Elliott S.P., Nelson P.A., Control of Vibrations, Academic Press, London 1997.
• [6] Kozień M.S., Promieniowanie akustyczne płyt i powłok o małej wyniosłości, Monografia nr 331, Mechanika, Politechnika Krakowska, Kraków 2007.
• [7] Kozupa M., Wiciak J., Active Vibration Control of rectangular Plate with Distributed Piezoelements Excited Acoustically and Mechanically, Acta Physica Polonica A, Vol. 118, No. 1, 2010, 95-98.
• [8] Kurnik W., Tylikowski A., Mechanika elementów laminowanych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1997.
• [9] Moheimani S.O.R., Fleming A.J., Piezoelectric Transducers for Vibration Control and Damping, Springer, London 2006.
• [10] Trojanowski R, Wiciak J., Preliminary Results of Laboratory Tested System for Active Control of Plates via LabVIEW and Piezoelectric Elements, Acta Physica Polonica A, Vol. 118, No. 1, 2010, 168-171.
• [11] Tylikowski A., Przybyłowicz P.M., Nieklasyczne materiały piezoelektryczne w stabilizacji i tłumieniu drgań, Instytut Podstaw Budowy Maszyn Politechniki Warszawskiej,Warszawa 2004.
• [12] Wiciak J., Wybrane zagadnienia redukcji drgań i dzwięków strukturalnych, Monografia nr 175, AGH Kraków, Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2008.