点阵夹芯梁在气动力下的振动控制与能量采集
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上海市科技创新行动计划扬帆专项(23YF1444800)


Vibration Control and Energy Harvesting of Lattice Sandwich Beam under Aerodynamic Forces
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    摘要:

    本文提出了一种带有振动控制与能量采集的多功能点阵夹芯梁(Multifunctional-Lattice Sandwich Beam, M-LSB)结构.首先,在点阵夹芯梁内部安装了镍钛合金型非线性能量阱(Nitinol-Nonlinear Energy Sink, N-NES),以实现振动抑制.其次,在梁上铺设超磁致伸缩薄片(Giant Magnetostrictive Lamina, GML),通过GML的维拉里效应实现能量采集.根据哈密顿原理和牛顿第二定律,建立了气动环境下耦合系统的运动方程.使用龙格-库塔法计算动力学方程得到了有无N-NES时多功能点阵夹芯梁的时域响应,验证了N-NES的振动控制效果和GML的能量采集效率.结果表明,N-NES可以实现高效的振动抑制,GML可以有效地收集气动环境下点阵夹芯梁的振动能量.

    Abstract:

    Taking the central rigid body and flexible beam as examples, the dynamic modeling of the rigid-flexible coupling system lacking a strong component of mass and inertia is studied in this paper. The simulation results show that the established model can explain the cause of the dynamic stiffening phenomenon and calculate the system frequency at different rotating speeds, which can accurately explain the dynamic stiffening phenomenon of the rigid-flexible coupling system. At the same time, considering the translational motion of the central rigid body, the influence of the mass and inertia of the rigid body on the attitude angular vibration frequency of the system after maneuvering is obtained.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

王祥宇,臧健.点阵夹芯梁在气动力下的振动控制与能量采集[J].动力学与控制学报,2024,22(7):38~49; Wang Xiangyu, Zang Jian. Vibration Control and Energy Harvesting of Lattice Sandwich Beam under Aerodynamic Forces[J]. Journal of Dynamics and Control,2024,22(7):38-49.

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  • 收稿日期:2023-12-04
  • 最后修改日期:2024-04-15
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  • 在线发布日期: 2024-07-31
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