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新型光电作动器产生的非均匀力矩对板的控制
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB381[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨150001, [2]肯塔基大学机械工程系 莱克星顿 KY 40506-0503 美国
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50675043 05705017)
中文摘要:

在特定波长的高能光束均匀照射下,镧改性锆钛酸铅(PLZT)铁电陶瓷由于在光电效应及逆压电效应的共同作用下会产生光致伸缩效应,可以实现对智能结构的非接触式精密激励。提出一种新的光致伸缩作动器的构型设计,它由4个单片的PLZT作动器构成,由于每一片的不均衡的边界条件,此新型作动器可以产生不均匀的控制力及控制力矩,利用变分法计算出其控制力及控制力矩的近似分布曲线,利用模态扩展方法,分别计算此新型作动器对正方形板及矩形板的模态控制效果,计算作动器尺寸对控制效果的影响。通过与多自由度作动器的对比表明,此新型作动器由于会产生不均匀的控制力及控制力矩使它对板的某些模态的控制效果比多自由度作动器更好。

英文摘要:

Based on the photovoltaic effect and the converse piezoelectric effect,the lanthanum-modified lead zirconate titanate (PLZT) actuator exhibits a photostrictive effect when subjected to certain wave-length light illuminations.Thus,it can be used for non-contact precision excitation and vibration control of smart structures,e.g.,shells and plates.In order to improve the control effectiveness,a new actuator design which consists of four regions of PLZT actuator is proposed and evaluated.Due to its polarized direction and uneven boundary conditions of each region,this new actuator can induce non-uniform control forces and moments.Based on the variation method,the approximate distribution curves of the control forces and moments are calculated.Modal control effects of this new actuator on rectangle and square plates are calculated respectively by using the modal expansion method.The influence of actuator size on control effect is also calculated.The comparison between the control effects of this new actuator and those of a multi-DOF actuator shows that due to the non-uniform control moments,the new actuator induces better modal control effects on certain plate modes than those of the multi-DOF actuator.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603