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智能压电复合结构的有限元建模与位置优化
  • ISSN号:1004-132X
  • 期刊名称:《中国机械工程》
  • 时间:0
  • 分类:TB53[理学—物理;理学—声学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]华中科技大学,武汉,430074, [2]中冶赛迪工程技术股份有限公司,重庆,401122
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51175195);中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(2010MS080);汽车噪声振动与安全技术国家重点实验室开放基金资助项目(NVHSKL-201109)
作者: 郭中阳[1,2]
中文摘要:

针对压电复合薄板结构,提出一种新的有限元建模方法。在经典五自由度壳单元基础上,结合压电本构方程,利用多层板分析理论,构建了一种新的压电shell单元。采用该单元建模与采用现有商业软件实体压电单元建模相比,网格数量和自由度都大大降低。利用该单元对压电复合结构进行建模,在系统可观性Gramian矩阵特征值的基础上,提出一种描述系统可控性能的指标,并以该指标构建适应度函数,利用遗传算法优化压电片的分布。按照优化结果进行布置,通过适当的激励,可以对结构各阶模态进行有效控制。

英文摘要:

A finite element modeling method specially for piezoelectric composite structure was proposed. Based on the classical five DOF structural shell element, using piezoelectric constitute equation and composite plate theory, a new piezoelectric shell finite element was constructed. Compared with the present commercial software, the numbers both of elements and nodes have a significant decrease. Then a smart structure was modeled using this new element. Based on the controllability Gramian matrix, an index to account for the controllability performance was presented. Then constructing a fitness function, and the placement of the piezoelectric patches was optimized using genetic algorithm. Using the optimized placement, the interesting modals of the structure can be controlled effectively with proper actuation.

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期刊信息
  • 《中国机械工程》
  • 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:董仕节
  • 地址:湖北工业大学772信箱
  • 邮编:430068
  • 邮箱:paper@cmemo.org.cn
  • 电话:027-87646802
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-132X
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1294/TH
  • 邮发代号:38-10
  • 获奖情况:
  • 1997年获中国科协期刊一等奖,第二届全国优秀科技...,机械行业优秀期刊一等奖,1999年获首届国家期刊奖,2001年获首届湖北十大名刊,中国期刊方阵“双高”期刊,2003第二届国家期刊奖提名奖,百种中国杰出学术期刊
  • 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,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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:50788