CN201673414U - 基于压电材料的梁振动频率控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于压电材料的梁振动频率控制装置。传统的装置结构比较复杂，设计要求比较高。本实用新型包括悬臂梁、压电陶瓷和多个耐高压直流比例电磁铁。条形片状的悬臂梁一端与基座垂直固定设置，另一端悬空；悬臂梁上表面和下表面均匀布置有压电陶瓷，所述的压电陶瓷水平截面积与悬臂梁的水平截面积相同。悬臂梁上表面的压电陶瓷顶面均匀布置有多个耐高压直流比例电磁铁。直流比例电磁铁的伸出端与压电陶瓷顶面垂直固定设置，直流比例电磁铁的电流输入端与控制单位信号连接。本实用新型可抑制刚度较小、柔度较大构件中的振动。
Description
技术领域
本实用新型属于机械力学技术领域，具体涉及一种利用压电材料控制梁振动频率的装置。
背景技术
近年来，随着科学技术的进步，特别是航空、航天、机器人技术的发展，柔性结构得到了广泛的应用，其振动抑制已经成为人们研究的热点和迫切需要解决的问题之一。柔性结构一般具有较小的模态阻尼，如不采取措施对其振动进行抑制，一旦受到外部激励，其振动将持续很长时间，这不仅会影响结构的正常工作，而且还将使结构产生过早的疲劳破坏，影响结构的使用寿命。智能结构技术为这一问题的解决开拓丁一个崭新的领域。
现在研究较多的振动抑制的方法有梁振动主动控制方法。在振动主动控制中，人们提出在振动梁上粘结压电材料，压电材料起着感知和驱动作用。对于振动的主动控制方法，人们提出了各种较复杂的控制方法。对于这类系统来说，虽然可以取得较好的抑制效果，但系统比较复杂，设计要求比较高。因此，如何采用较简便的方法，控制梁的振动频率，较好的抑制振动，是急需解决的问题。
发明内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种基于压电材料的梁振动频率控制装置。
本实用新型解决技术问题所采取的技术方案为：
基于压电材料的梁振动频率控制装置包括悬臂梁、压电陶瓷和多个耐高压直流比例电磁铁。
条形片状的悬臂梁一端与基座垂直固定设置，另一端悬空；悬臂梁上表面和下表面均匀布置有压电陶瓷，所述的压电陶瓷水平截面积与悬臂梁的水平截面积相同。
悬臂梁上表面的压电陶瓷顶面均匀布置有多个耐高压直流比例电磁铁。直流比例电磁铁的伸出端与压电陶瓷顶面垂直固定设置，直流比例电磁铁的电流输入端与控制单位信号连接。
本实用新型的设计思路：含压电材料的梁是振动频率控制的核心元件。压电材料具有已知的应力应变关系，压电材料在不同负载的情况下弹性模量是不同的。可通过控制外加力的大小来控制压电材料的弹性模量。梁具有各阶固定振动频率及其幅值，根据机械振动学的原理，其固有频率与梁的抗弯刚度EI有关，E为弹性模量，I为惯性矩。
梁的本身材料具有一定的弹性模量，在梁上粘接压电材料后，通过对施加力的控制，达到对压电材料弹性模量的控制。由于压电材料和梁粘接在一起，梁整体的弹性模量就发生改变并随力大小的改变而改变。由此梁的抗弯刚度和固有振动频率都可以通过对外加力的控制而控制。
外加力可使用目前液压比例技术上应用比较广的耐高压直流比例电磁铁。比例电磁铁具有较好的水平的力-行程特性和线性的力-电流特性。应用在此，可通过对输入电流的控制达到输出需要的一定的可控力。
本实用新型的有益效果：本实用新型采用压电材料粘结在悬臂梁上下表面，通过对比例电磁铁输入电流的控制控制输出力，达到控制梁的振动频率的目的。控制梁的振动频率可较好的避免在一定外力作用下的共振，也可较好的抑制刚度较小、柔度较大构件中的振动。可应用于航空中柔性构件振动抑制，飞机机舱在气流冲击下的振动抑制，汽车行驶时随机振动的抑制。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为直流比例电磁铁位置布置示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1和图2所示，基于压电材料的梁振动频率控制装置包括悬臂梁5、压电陶瓷4和三个耐高压直流比例电磁铁2。
条形片状的悬臂梁5一端与基座1垂直固定设置，另一端悬空；悬臂梁5为铁梁，长为40mm，宽为20mm，厚为10mm。悬臂梁5上表面和下表面均匀布置有压电陶瓷4，压电陶瓷4采用锆钛酸铅Pb(Zr，Ti)O3压电陶瓷。压电陶瓷4长为40mm，宽为20mm，厚为2mm。
悬臂梁5上表面的压电陶瓷4顶面均匀布置有三个耐高压直流比例电磁铁2。直流比例电磁铁2的伸出端与压电陶瓷4顶面垂直固定设置，直流比例电磁铁2的电流输入端与控制单位3信号连接。三个耐高压直流比例电磁铁2的伸出端作用于压电陶瓷顶面的横向中心线上，三个耐高压直流比例电磁铁2距离悬臂梁5悬空端距离分别为7mm，20mm，33mm。
本实用新型装置的工作过程为：当需要一定的梁振动频率时，通过调节输入三个比例电磁铁的电流输出由电流控制的力，由于压电陶瓷的弹性模量随外负载力的改变而改变，施加上力后即改变压电陶瓷的弹性模量。由于压电陶瓷和梁粘接在一起，梁整体的弹性模量就发生改变并随力大小的改变而改变。改变弹性模量后就改变了其抗弯刚度，即改变整体压电悬臂梁的振动频率。
当需要一定的梁振动频率时，通过调节施加输入比例电磁铁的电流大小即可达到振动频率的控制。
本实用新型提出通过在梁上粘接压电材料，构成智能结构，并通过三个比例电磁铁施加可控大小的力，施加力后即可改变梁的抗弯刚度，从而达到控制梁的振动频率的目的。
Claims (1)
1.基于压电材料的梁振动频率控制装置，包括悬臂梁、压电陶瓷和多个耐高压直流比例电磁铁，其特征在于：条形片状的悬臂梁一端与基座垂直固定设置，另一端悬空；悬臂梁上表面和下表面均匀布置有压电陶瓷，所述的压电陶瓷水平截面积与悬臂梁的水平截面积相同；
悬臂梁上表面的压电陶瓷顶面均匀布置有多个耐高压直流比例电磁铁，直流比例电磁铁的伸出端与压电陶瓷顶面垂直固定设置，直流比例电磁铁的电流输入端与控制单位信号连接。
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|---|---|---|---|---|
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| CN105634331A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-06-01 | 西安陆洲智能传感技术有限公司 | 一种磁电压电组合发电机 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104158435A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-11-19 | 苏州市职业大学 | 一种高效压电发电机 |
| CN105634331A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-06-01 | 西安陆洲智能传感技术有限公司 | 一种磁电压电组合发电机 |
| CN105634331B (zh) * | 2016-03-17 | 2017-09-29 | 西安陆洲智能传感技术有限公司 | 一种磁电压电组合发电机 |
| CN108414819A (zh) * | 2018-04-01 | 2018-08-17 | 吉林大学 | 一种用于双芯导线的压电式无源电流检测装置及方法 |
| CN108414819B (zh) * | 2018-04-01 | 2023-09-29 | 吉林大学 | 一种用于双芯导线的压电式无源电流检测装置及方法 |
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