浅谈充液压电阻有限元的模拟
发布时间:2012-05-30 新闻来源:液压英才网
根据一览旗下液压英才网招聘顾问液压李工分享浅谈充液压电阻有限元的模拟:流固耦合系统基本方程流固耦合系统的基本方程理想流体动压力满足波动方程,即2p-1C202pt2=0(50)C0表示流体中的声速,边界条件为p/n=-fw流固交接面S1p/n=0刚体表面S2p=0自由表面S3(51)式中p为流体动压力,n为流固交界面法线方向,指向流体外部,w为法向加速度,f为流体密度。
流固耦合系统的运动方程流体单元内的压力分布可以表示为P=Nfpe(52)式中pe表示单元的结构点压力向量,Nf表示流体域的插值函数。圆柱桶通过空气弹簧放置于基础上,粘弹性阻尼层为ZN-1型材料,材料本构关系参数如所示。模型主、被动约束层阻尼共分为上、下两层,主动约束层在周向以60°间隔均布。
ACLD圆柱壳的模态变形,频响函数为流体作用下ACLD圆柱壳的频响函数曲线,从图中可以看出实验所得频响函数曲线与有限元计算结果基本一致。实验曲线存在一些局部谱峰,这主要是因为实验中的阻尼层和压电材料的粘合性不能与理论假设完全吻合。一致的变化趋势和接近的固有频率表明该建模方法是可行的。还显示当频率超过50Hz,实验得到的峰值明显增加,而且随着频率阶数的不断提高,理论同实验的差别越来越大。主要原因是实验模型中的压电和阻尼材料的粘贴性能不可能与理想的有限元模型完全一致;粘弹性阻尼材料的GHM模型的参数不完全准确,影响到响应值的大小。
ACLD圆柱壳的频响函数是有ACLD圆柱壳的加速度频响函数的实验曲线,从图中可以看出流体作用使得系统固有频率明显下降,这与理论分析吻合。该结果也验证了中干频率同湿频率的差别。
流体作用下ACLD圆柱壳的频响函数5结论本文使用有限元法建立主动约束层阻尼圆柱壳与流体耦合的振动方程。由于粘弹性阻尼的GHM模型能与有限元方法相结合,采用此方法可以直接求出具有压电约束层的阻尼结构的固有频率和频响函数。算例和实验结果表明该建模方法比较准确,是可行的。通过该方法得到的有限元模型为主动约束层的位置优化设计、主动控制提供了计算基础。
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