Abstract

Praca dotyczy wykorzystania elektromechanicznych struktur periodycznych do tłumienia drgań jedno- i dwuwymiarowych elementów konstrukcyjnych. Głównym celem pracy było opracowanie modeli numerycznych jedno- i dwuwymiarowych struktur periodycznych, zarówno pasywnych jak i aktywnych oraz jednowymiarowych wykorzystujących elementy piezoelektryczne. Cel ten osiągnięto dzięki przeprowadzeniu symulacji komputerowych w oparciu o opracowane modele numeryczne na bazie metody spektralnych elementów skończonych w dziedzinie czasu i częstotliwości. Uzyskane wyniki symulacji zostały zweryfikowane eksperymentalnie dzięki wykorzystaniu laserowej wibrometrii skaningowej. W odniesieniu do jedno- i dwuwymiarowych pasywnych struktur periodycznych analizie poddano drgania własne: wzdłużne, giętne i skrętne belek izotropowych oraz tarcz i płyt. Zbadano również efektywność tłumienia fal sprężystych w jedno- i dwuwymiarowych strukturach periodycznych. W odniesieniu do jednowymiarowych struktur aktywnych, wykorzystujących elementy piezoelektryczne pracujące w układzie rezonansowym RLC, analizie poddano drgania wymuszone wzdłużne i giętne oraz badano propagacje fal wzdłużnych i giętnych. Sprawdzono również wpływ parametrów układu rezonansowego RLC na drgania i fale propagowane w strukturach. Uzyskane wyniki badań pozwoliły na określenie ogólnych zależności występowania zjawisk wynikających z periodyczności struktury, manifestujących się obecnością pasm zabronionych, od parametrów struktury periodycznej, czy to pasywnej czy aktywnej, i jej komórki elementarnej. Pokazano, że struktury periodyczne z aktywnymi elementami piezoelektrycznymi włączonymi w obwód rezonansowy RLC mogą być z powodzeniem wykorzystywane do tłumienia drgań w sposób kontrolowany.

Author (1)