简析双晶基于压电双晶片空腔流激振荡主动制约题目

论文导读：
摘要：空腔流激振荡在航空领域对比常见,它会产生巨大的噪声,增大飞行器的飞行阻力,危害飞行器的结构安全,影响投放物的出舱角度。在各种空腔振荡的抑制措施中,压电激励器结构简单、制造容易、安装方便、耗能少、对流体的制约效果好,由此,基于压电双晶片激励器的主动制约办法是抑制空腔流激振荡的有效措施之一。本论文针对开式空腔流场,探讨了基于压电双晶片的主动制约案例。(1)首先简介了描述流体动力学特性的主要公式及常用模型,给出了开式空腔流场、闭式空腔流场和过渡式空腔流场的分类依据及特征,并求出了所探讨空腔流场的前三阶Rossiter频率。通过有限元软件对空腔流激振荡进行模拟仿真,探讨了开式空腔、闭式空腔、过渡式空腔的流场特征和压力分布。搭建流固耦合分析模块,对基于主动结构的空腔流激振荡的抑制进行仿真分析,结果表明：在空腔前缘施加一定频率和幅值的扰动,对腔内流场具有较好的制约效果。(2)简要简介了压电陶瓷的特征,并给出了PZT-5H的系数矩阵。通过对压电激励器进行分析,确定了压电双晶片的结构形式从及并联加载模式。对压电双晶片激励器的直流响应进行了建模分析,求得了阶跃电压下的直流响应公式,并根据能量法求得了其固有频率的公式。分析了压电双晶片的直流响应位移和固有频率同压电双晶片尺寸参数的联系,并根据其频率特性和直流响应,对压电双晶片进行优化,求得其最佳结构尺寸。采取有限元软件对其进行了仿真计算,验证了论述计算的正确性,并设计了压电双晶片的整体结构。(3)搭建了压电双晶片的特性实验平台,测量了压电双晶片在200V阶跃信号下的位移响应,并得到了压电双晶片的准静态响应位移随电压的滞回曲线,分析了滞回曲线随不同电压范围的特征及验证其重复性。求得压电双晶片在200V电压下的谐响应频谱图,得到其一阶固有频率及共振频率下的谐响应位移。分析了实验值与论述值的误差来源。采取PID制约器和模糊PD制约器分别进行了压电双晶片的主动振动抑制实验,较好地抑制了振动。关键词：流动制约论文空腔振荡论文压电双晶片论文有限元分析论文
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Abstract5-9
1 绪论9-21

1.1 空腔流激振荡的探讨作用9-10

1.2 空腔流激振荡的探讨近况10-11

1.3 空腔流激振荡的抑制11-19

1.3.1 空腔流激振荡抑制的国外探讨近况12-18

1.3.2 空腔流激振荡抑制的国内探讨近况18-19

1.4 本论文主要工作19-21

2 空腔流场及前缘扰动制约模拟仿真21-38

2.1 空腔流场分析基础21-27

2.

1.1 Nier-Stokes方程组21-23

2.

1.2 常用计算办法及模型23-24

2.

1.3 空腔流场的分类及特征24-25

2.

1.4 空腔流激振荡的Rossiter频率25-27

2.2 空腔流场及压力分布的模拟分析27-32

2.1 开式空腔流场的模拟分析28-29

2.2 闭式空腔流场的模拟分析29-30

2.3 过渡式空腔流场的模拟分析30-31

2.4 所探讨空腔的流场分析31-32

2.3 基于主动扰流板的空腔流场制约的模拟仿真32-36

2.3.1 流固耦合分析模块搭建32-33

2.3.2 流固耦合分析参数设置33-34

2.3.3 基于主动扰流板的流场制约分析结果34-36

2.4 本章小结36-38

3 用于主动流动制约的压电双晶片激励器建模及优化设计38-60

3.1 主动扰流板的实现38

3.2 压电效应及压电陶瓷38-41

3.

2.1 压电效应39

3.

2.2 压电陶瓷性能及参数39-41

3.3 压电激励器的特性模型41-47

3.1 压电激励器的结构41-42

3.2 压电双晶片激励器的加载模式42-43

3.3 压电双晶片激励器的直流响应模型43-45

3.4 压电双晶片激励器的固有频率模型45-46

3.5 压电双晶片激励器性质计算46-47

3.4 压电双晶片激励器的材料尺寸47-53

3.4.1 压电双晶片的性质与结构尺寸的联系47-52

3.4.2 压电双晶片激励器的参数确定52-53

3.5 压电双晶片激励器的有限元仿真53-57

3.5.1 压论文导读：文献77-81攻读硕士学位期间发表学术论文状况81-82致谢82-83上一页12
电双晶片的准静态响应仿真分析54-56

3.5.2 压电双晶片的固有频率56-57

3.6 压电双晶片激励器的制作57-59

3.6.1 压电双晶片激励器的三维模型57

3.6.2 压电双晶片激励器的制作57-59

3.7 本章小结59-60

4 压电双晶片激励器的实验探讨60-76

4.1 压电双晶片激励器的特性实验60-70

4.

1.1 压电双晶片特性实验平台搭建60-62

4.

1.2 压电双晶片特性实验结果62-69

4.

1.3 压电双晶片特性实验结果分析69-70

4.2 压电双晶片的主动振动抑制实验70-75
4.

2.1 基于PID的主动振动抑制实验70-72

4.

2.2 基于模糊制约器的主动振动抑制72-75

4.3 本章小结75-76
结论76-77
参考文献77-81
攻读硕士学位期间发表学术论文状况81-82
致谢82-83