金属/陶瓷功能梯度悬臂板的振动抑制研究

作     者：吕书锋 李宏洁 张伟 宋晓娟 Lü Shufeng;LI Hongjie;ZHANG Wei;SONG Xiaojuan

作者机构：内蒙古工业大学力学系呼和浩特010051 北京工业大学材料与制造学部机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124 内蒙古工业大学机械工程学院呼和浩特010051 

基　　金：国家自然科学基金(11862020,12172182,11962020,11832002) 内蒙古自治区自然科学基金(2019MS05065) 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2022年第41卷第20期

页      码：185-194页

摘      要：提出了一种抑制功能梯度材料(functionally graded material,FGM)悬臂板振动的鲁棒控制方法。悬臂板的材料性能沿厚度方向按体积分数幂律进行梯度分布。采用经典层合板理论、一阶活塞气动力理论、Hamilton原理和Galerkin方法,推导气动力作用下功能梯度悬臂板的动力学方程。为了抑制板的振动,将压电片贴在FGM悬臂板的上下表面分别作为作动器与传感器,利用压电片的正逆压电效应,设计状态反馈控制器,引入全维状态观测器,形成功能梯度悬臂板动力学控制系统的闭环回路。在控制方案上,除了采用鲁棒控制方法外,还采用了线性二次型最优控制(linear quadratic regulator,LQR)方法对振动抑振效果进行对比分析。采用数值方法研究了体积分数指数和长宽比对FGM悬臂板振动特性的影响。通过比较不同体积分数指数、长宽比、温度以及参数不确定条件下的时间历程图和控制电压图,验证所提控制器的有效性和准确性。

主 题 词：功能梯度材料(FGM) 悬臂板 气动力 振动抑制 全维状态观测器 

学科分类：12[管理学] 083002[083002] 1204[管理学-公共管理类] 120402[120402] 0830[工学-生物工程类] 08[工学] 0837[0837] 080101[080101] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.13465/j.cnki.jvs.2022.20.023

馆 藏 号：203115451...