《基於壓電材料的非線性能量阱裝置的動力學行為研究》是依託南京航空航天大學，由周標擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於壓電材料的非線性能量阱裝置的動力學行為研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周標
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬對包含基於壓電材料的非線性能量阱裝置的機電耦合系統的動力學特性開展研究。該非線性能量阱裝置由一種強非線性壓電分支電路實現。強非線性特性可通過在傳統的諧振分支電路中引入負電容和非線性電容獲得。..本項目以耦合於非線性壓電能量阱裝置的單自由度線性振動結構為套用對象，研究此類非線性機電耦合系統的動力學建模及特有的非線性定向能量轉移現象。研究表明，當線性振動系統承受高於某一能量閾值的衝擊載荷時，將觸發非線性定向能量轉移現象：進入線性系統的衝擊能量不可逆轉地向非線性子系統傳輸並耗散。非線性壓電能量阱裝置以其能引發系統能量再分布現象並迅速耗散外部能量的特性，或成為一種極具潛力的新型振動抑制方案。..本項目擬首先考察非線性耦合系統的模態結構與模態能量之間的關係，從非線性模態理論的角度來探索非線性定向能量轉移的觸發機制。其次，該系統在周期激勵下的回響特性也是本項目的重要研究內容。最後，本項目擬對壓電能量阱裝置進行試驗驗證,並歸納總結非線性壓電分支電路的設計準則,以尋求其最優性能。綜上所述，本項目期望能為基於新型壓電能量阱裝置的振動抑制方案提供理論實驗支持，並推動非線性能量阱理論的發展。
結題摘要
本項目提出基於壓電材料構建非線性能量阱裝置的構想，該能量阱裝置由一種強非線性壓電分支電路實現。由能量阱裝置引發的系統能量再分布現象，是一種極具潛力的新型結構振動抑制方案。發展了含壓電能量阱裝置的非線性機電耦合系統的動力學建模和模型減縮方法。基於無量綱化動力學模型開展非線性模態數值分析，從系統非線性模態拓撲結構的角度論證了採用非線性壓電分支電路構建能量阱裝置的可行性。研究了機電耦合系統在諧波激勵作用下的強迫振動回響特性，並著重考察了壓電能量阱裝置的寬頻工作特性。探索了壓電能量阱裝置關鍵元件的物理實現問題，考察了壓電分支阻尼對模擬航空發動機葉片結構振動抑制的實際效果。通過上述數值仿真和實驗驗證兩方面的研究工作，為基於新型壓電能量阱裝置的振動抑制方案提供理論基礎。
