實驗名稱：復合材料對(dui)夾層板(ban)殼結構的(de)噪(zao)聲振動(dong)控制

　　研究方(fang)向：智(zhi)能(neng)材料中(zhong)的(de)(de)重要角色-壓(ya)(ya)(ya)電材料，具有耐久性(xing)良好、環境適應(ying)(ying)性(xing)強等優(you)勢，已經成(cheng)為研究熱門。宏纖維(wei)(wei)復合材料(MFC)的(de)(de)柔韌性(xing)好、出力(li)大，是一(yi)種新型(xing)高性(xing)能(neng)的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)電智(zhi)能(neng)材料，MFC主要由壓(ya)(ya)(ya)電陶瓷纖維(wei)(wei)、環氧樹脂基和叉指電極三個部分共同組成(cheng)。它的(de)(de)逆壓(ya)(ya)(ya)電效應(ying)(ying)可(ke)以(yi)用(yong)(yong)來(lai)制作作動(dong)(dong)器，正(zheng)壓(ya)(ya)(ya)電效應(ying)(ying)可(ke)以(yi)用(yong)(yong)來(lai)制作傳感器。MFC適合應(ying)(ying)用(yong)(yong)于輕質結(jie)構(gou)，如(ru)應(ying)(ying)用(yong)(yong)于板殼類結(jie)構(gou)的(de)(de)主動(dong)(dong)振動(dong)(dong)控制中(zhong)。

　　實驗目的：探究MFC對(dui)(dui)夾層(ceng)板殼結構(gou)的振動控(kong)制(zhi)(zhi)效(xiao)(xiao)果，驗(yan)證帶有(you)回路傳輸恢復(fu)的LQG/LTR主動控(kong)制(zhi)(zhi)算法(fa)的有(you)效(xiao)(xiao)性(xing)。通過未填充和填充PMI泡沫的夾層(ceng)板殼結構(gou)對(dui)(dui)比，分析嵌入式(shi)和外粘式(shi)MFC在(zai)夾層(ceng)板殼結構(gou)振動控(kong)制(zhi)(zhi)中的性(xing)能差異。

　　測試設備：高壓放大器、信號源、慣(guan)性(xing)式激振器、信號調理器、壓電(dian)式加速度傳感器、MFC作(zuo)動(dong)器、dSPACE實時(shi)仿(fang)真(zhen)系統等

　　實驗過程：

　　圖：振動控制(zhi)試(shi)驗技(ji)術路線圖

　　搭建夾層板殼結(jie)構振動(dong)控(kong)制(zhi)系統，然后進行MFC集成。

　　（1）未填充PMI泡沫夾層(ceng)板殼結構(gou)粘(zhan)(zhan)貼1片MFC，集(ji)成方法為外(wai)粘(zhan)(zhan)式。MFC粘(zhan)(zhan)貼于上表層(ceng)板外(wai)表面。

　　（2）填充PMI泡沫夾層(ceng)板殼結構粘(zhan)貼(tie)(tie)2片(pian)MFC，嵌入式(shi)(shi)(shi)和外粘(zhan)式(shi)(shi)(shi)MFC各(ge)一片(pian)。嵌入式(shi)(shi)(shi)MFC位于(yu)PMI泡沫和碳纖(xian)維表(biao)層(ceng)交界處，外粘(zhan)式(shi)(shi)(shi)MFC粘(zhan)貼(tie)(tie)于(yu)上表(biao)層(ceng)板外表(biao)面。

　　對于未填充PMI泡沫夾層板殼結(jie)構(gou)，按照作動器優化布置(zhi)(zhi)位置(zhi)(zhi)，布置(zhi)(zhi)MFC作動器，然后布置(zhi)(zhi)壓電加速(su)度傳感(gan)器。如(ru)圖2所(suo)示。

　　圖2：未填充(chong)夾(jia)層板殼結構MFC和(he)傳感器(qi)位置

　　對于填充PMI泡沫夾層板(ban)殼結構，按照傳感(gan)器優化布(bu)置位置，壓(ya)電加速度傳感(gan)器進(jin)(jin)行布(bu)置。為了將外粘式MFC和內(nei)嵌式MFC兩種(zhong)集成方(fang)式的(de)控制效果進(jin)(jin)行對比，然后對MFC作動器位置進(jin)(jin)行適當調整。在同一位置進(jin)(jin)行兩種(zhong)不同方(fang)式的(de)集成。如圖3所示。

　　圖3：填(tian)充夾(jia)層板殼結構(gou)MFC和傳感器位置

　　（1）未填充PMI泡沫夾(jia)層板(ban)殼結構，選取(qu)前(qian)3階固有頻(pin)率（69.10Hz、79.90Hz、86.00Hz）作為激振頻(pin)率，激勵(li)波形為正弦波。

　　（2）填充(chong)PMI泡(pao)沫(mo)夾層板殼結(jie)構，選取100Hz、125Hz和第1階固有頻率（143.02Hz）作為激振頻率，激勵(li)波(bo)形(xing)為正弦波(bo)。

　　實驗結果：

　　圖4：100Hz激勵頻率

　　由圖4可知，外粘式(shi)MFC作(zuo)(zuo)用下(xia)，夾層(ceng)板殼(ke)結構中點加速度響應(ying)(ying)減(jian)小15.14%，PMI泡(pao)沫(mo)中點加速度響應(ying)(ying)減(jian)小13.48%。內嵌式(shi)MFC作(zuo)(zuo)用下(xia)，夾層(ceng)板殼(ke)結構中點加速度響應(ying)(ying)減(jian)小32.97%，PMI泡(pao)沫(mo)中點加速度響應(ying)(ying)減(jian)小26.95%。

　　圖5：125Hz激(ji)勵(li)頻率

　　由圖5可知，外粘(zhan)式MFC作用(yong)下(xia)，夾層(ceng)(ceng)板殼結(jie)構中(zhong)(zhong)點(dian)(dian)加速度(du)響(xiang)應(ying)減(jian)小13.79%，PMI泡(pao)沫(mo)中(zhong)(zhong)點(dian)(dian)加速度(du)響(xiang)應(ying)減(jian)小17.27%。內嵌式MFC作用(yong)下(xia)，夾層(ceng)(ceng)板殼結(jie)構中(zhong)(zhong)點(dian)(dian)加速度(du)響(xiang)應(ying)減(jian)小29.13%，PMI泡(pao)沫(mo)中(zhong)(zhong)點(dian)(dian)加速度(du)響(xiang)應(ying)減(jian)小27.92%。

　　圖(tu)6：143.02Hz激勵(li)頻率

　　由圖6可知，外(wai)粘式(shi)MFC作用(yong)下，夾(jia)層板殼(ke)結(jie)(jie)構(gou)中點(dian)(dian)加(jia)速(su)度(du)響應(ying)減(jian)小(xiao)30.40%，PMI泡沫中點(dian)(dian)加(jia)速(su)度(du)響應(ying)減(jian)小(xiao)29.51%。內嵌式(shi)MFC作用(yong)下，夾(jia)層板殼(ke)結(jie)(jie)構(gou)中點(dian)(dian)加(jia)速(su)度(du)響應(ying)減(jian)小(xiao)50.10%，PMI泡沫中點(dian)(dian)加(jia)速(su)度(du)響應(ying)減(jian)小(xiao)47.56%。

　　圖7：白噪聲激勵

　　由圖7可知，內嵌式(shi)MFC作用下(xia)(xia)，夾層板殼結構(gou)中點加(jia)速度(du)響應減(jian)小(xiao)幅(fu)度(du)大于外(wai)粘式(shi)MFC作用下(xia)(xia)的減(jian)小(xiao)幅(fu)度(du)。

　　對于填充(chong)PMI泡沫夾層板(ban)殼結構(gou)，在100Hz和125Hz比在143.02Hz簡(jian)諧荷載(zai)激(ji)勵下(xia)，加速(su)度響(xiang)應幅值控制(zhi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)果低12.25-16.04%。這說(shuo)明控制(zhi)系統對固有頻率(lv)的減振效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)果優(you)于非固有頻率(lv)減振效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)果。內(nei)嵌式(shi)MFC比外粘式(shi)MFC控制(zhi)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)果高10.65%-18.05%，這說(shuo)明內(nei)嵌式(shi)MFC能比外粘式(shi)MFC有更優(you)越的作(zuo)動效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)果。

　　高(gao)壓(ya)放大器推薦：

　　圖：ATA-2082高壓放大器指標參數

　　本(ben)資料由Aigtek安(an)(an)(an)泰電(dian)子整(zheng)理發布，更多案例及產品詳情請持續(xu)關(guan)注(zhu)我(wo)們。西安(an)(an)(an)安(an)(an)(an)泰電(dian)子Aigtek已經成為在業界擁(yong)有(you)廣泛(fan)產品線，且具有(you)相(xiang)當規模的儀(yi)器設備(bei)供應(ying)商，樣(yang)機都支持免費(fei)試用。如想了解更多功率放大器等產品，請持續(xu)關(guan)注(zhu)安(an)(an)(an)泰電(dian)子官網hkdyw.cn或撥打029-88865020。