西安交通大学：《智能结构与振动控制》课程教学课件（讲稿）第3章 智能结构的驱动元件

西安交通大学xi'an jiao tong university第三章智能结构的驱动元件14航天航空学院

14 第三章 智能结构的驱动元件

西安交通大学回顾：xi'anjiaotonguniversity智能材料就是指具有感知环境（包括内环境和外环境）刺激，对之进行分析、处理、判断，并采取一定的措施进行适度响应的智能特征的材料。驱动材料：可根据温度、电场或磁场的变化改变自身的形状、尺寸、位置、刚性、阻尼、内耗或结构等，对环境具有自适应功能，一制成各种执行器；15航天航空学院

15 回顾：

西安交通大学s 3-1概述xi'an jiaotong university>对驱动元件的基本要求和结构基体较好的结合疲劳强度要高、静态强度要匹配能量要小激励方法简单、对结构影响小、位移输出大、产生激励力、可控性周期激励下，性能无衰退频带宽、响应速度快16航天航空学院

16 §3-1 概述  对驱动元件的基本要求 • 和结构基体较好的结合 • 疲劳强度要高、静态强度要匹配 • 激励方法简单、对结构影响小、能量要小 • 位移输出大、产生激励力、可控性 • 周期激励下，性能无衰退 • 频带宽、响应速度快

西安交通大学$ 3-1概述xi'an jiao tong university>从工作方式上分类支承类17航天航空学院

17 §3-1 概述  从工作方式上分类 • 支承类

西安交通大学$ 3-1概述xi'an jiaotong university电动力激振器安装方式：物体橡皮绳物体H连接杆连接杆橡皮绳Y支架连接杆物体C(2)(1) (3)刚性安装柔性安装弹性悬挂安装18航天航空学院

18 电动力激振器安装方式： （1）刚性安装 （2）柔性安装 （3）弹性悬挂安装 §3-1 概述

西安交通大学$ 3-1概述xi'an jiao tong university内嵌类3D虎19航天航空学院

19 §3-1 概述 • 内嵌类

西安交通大学s 3-1概述xi'anjiaotonguniversityExample惯性作动器原理：加速悬挂物质以在支撑结构上产生反作用力[0013]其中，1一封板；2—弹性元件；3一压板；4一夹块；5—一盖板；6一金属橡胶保持架；7一外侧导磁板：8一磁铁：9一中间导磁板：10一电磁线圈：11一线圈保持架：12一导磁外壳；13一定位圈。航天航空学院

20 §3-1 概述 • Example 惯性作动器 原理：加速悬挂物质以在支撑结构上产生反作用力

西安交通大学$ 3-1概述xi'an jiaotong universityX2图为无阻尼动力减振器的系统。其中由质量m1和弹簧k,组成的系统，称为主系统；由质量mzk.一和弹簧k,组成的辅助系统，称为减振器。xFsinot0[k,+k2m,-kzXsinot0-k,mzx）k,.X代入sinot设稳态响应为B2X2k,+k,2m,-0k2-kz0m航天航空学院

x2 x1 t F x x k k k k k x x m m sin 0 0 0 2 1 2 2 1 2 2 2 1 2 1                                          设稳态响应为 t B B x x sin 2 1 2 1                                                        0 0 0 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 F B B m m k k k k k  图为无阻尼动力减振器的系统。其中由质量m1 和弹簧k1组成的系统，称为主系统；由质量m2 和弹簧k2组成的辅助系统，称为减振器。 代入 §3-1 概述

西安交通大学S3-1 概述xi'an jiao tong universityX2k, +k,-k.m0k,-kzB。m.k.x设式中的系数行列式不为零，即FsinotV(o2)=(k + kz -0°m)(k2 -0°m2)-k2 ± 0因此，可得受迫振动的振幅T(kz -0°m2)FB, =(ki +kz -0m)(k2 -0°m2)-k2k,FBz=(k +k -0m)(kz -0m)-K航天航空学院

x2 x1                                        0 0 0 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 F B B m m k k k k k  设式中的系数行列式不为零，即   ( )( ) 0 2 2 2 2 1 2 2 1 2 2    k  k  m k  m  k  因此，可得受迫振动的振幅 2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 2 2 1 ( ) ( ) ( ) k k m k m k k m F B          2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 2 (k k m ) (k m ) k k F B        §3-1 概述

西安交通大$ 3-1概述xi'an jiao tong universk.A令P22Pum2mXk,0=P22Fsinot(kz -0m2)FmB, :XiV> B,=0(ki + kz -0m)(k2 -0m2)-k2Tm使p22与系统的工作频率（激振力的频率）相等，则x,的振动将被消除，这种现象称为反共振。=P22k,FFB, =B.(ki +kz -0°m,)(kz -m2)-k2K航天航空学院

1 11 1 k p m  2 22 2 k p m 令  2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 2 2 1 ( ) ( ) ( ) k k m k m k k m F B          2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 2 (k k m ) (k m ) k k F B        2 22 2 k p m    使p22与系统的工作频率(激振力的频率)相等，则x1的振动将被 消除，这种现象称为反共振。 22   p 2 2 ( ) F B k    x2 x1 B1  0 §3-1 概述