Speaker
Description
Тонкие пластины и оболочки часто являются важными элементами сложных деталей, которые функционируют в условиях высоких эксплуатационных нагрузок, вибраций или сейсмических воздействий. Риск возникновения резонансных явлений обосновывает не только необходимость мониторинга текущего состояния конструкции, но также требует и наличия системы управления протекающими динамическими процессами. Одним из способов демпфирования колебаний и вибраций является использование пьезоэлектрических элементов, к электродированным поверхностям которых подключены внешние электрические цепи, обладающие импедансом [1, 2]. Подбирая его величину должным образом, можно добиться существенного снижения амплитуды вынужденных резонансных колебаний, а также увеличения скорости затухания свободных колебаний на требуемой моде.
В данной работе представлены экспериментальные результаты, наглядно демонстрирующие эффективность пассивной системы демпфирования колебаний на разных примерах. При её изготовлении наряду с традиционной пьезокерамикой были использованы макроволоконные композиты (MFC). Их основой являются тонкие пьезокерамические волокна, герметично размещённые в многослойной структуре из связующего, электродов и полиимидного основания. Показана возможность функционирования MFC под водой в качестве актуатора и сенсора. Рассмотрены технические аспекты, касающиеся замещения катушки индуктивности её электрическим аналогом на основе операционных усилителей. Проанализированы достоинства и недостатки такого подхода. Продемонстрирована возможность подавления колебаний на разных частотах за счёт использования двух пьезоэлектрических элементов, каждый из которых зашунтирован своей RL-цепью [3].
Представленные результаты получены в рамках реализации Программы создания и развития научного центра мирового уровня «Сверхзвук» на 2020–2025 годы при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования России, соглашение от 21 апреля 2022 года №075-15-2022-329 (направление: пассивное демпфирование колебаний композитных конструкций в воздушной среде), а также в ходе выполнения работ по проекту Российского научного фонда №18-71-10054 (направление: пассивное демпфирование колебаний прямоугольных пластин, взаимодействующих с жидкостью).
