用于叶片减振的压电材料分布拓扑优化

• 作者: 李琳 田开元 范雨 马皓晔
• 来源期刊: 航空动力学报
• 学科: 工学
• 关键词: 叶盘结构 振动抑制 压电分支阻尼 拓扑优化 模态机电耦合系数
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 结构、强度、振动
• 页码范围: 257-266
• 页数: 10页
• 分类号: V232.4|TB535+.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.13224/j.cnki.jasp.2019.02.001

摘要

提出一种可用于实际叶盘结构的压电分支阻尼器拓扑优化方法,可以给出总质量受约束的压电材料在叶片上的最佳分布,达到尽可能大的模态阻尼比.通过理论推导说明:压电阻尼器所产生的模态阻尼比仅取决于模态机电耦合系数,且该系数只与压电材料的几何形状以及模态应力场有关.进一步结合压电本构关系,基于应力分量的线性加权给出了有限的压电材料在叶片上铺设位置“优先级”的判断指标.给出了基于叶盘结构有限元模型的压电材料拓扑优化方法,通过替换单元类型和材料参数的方式对压电材料进行布置,并给出了多模态族优化、极化方向设置、电极铺设等问题的解决方案.在一个接近真实的叶盘模型上应用了此优化方法.结果表明,仅使用质量占叶片质量10％的压电材料,就可以为多个模态提供约12％的阻尼比.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李琳	北京航空航天大学能源与动力工程学院	85	573	12.0	18.0
10	马皓晔	北京航空航天大学能源与动力工程学院	3	3	1.0	1.0
11	范雨	北京航空航天大学能源与动力工程学院	9	23	3.0	4.0
20	田开元	北京航空航天大学能源与动力工程学院	2	3	1.0	1.0