Направление исследований: анализ модальности вибрации

Содержание эксперимента:
Пьезоэлектрические полоски сдвигового типа (d15) используются для имитации линейной силы сдвига. Основываясь на характеристиках модальной симметрии, путем рационального проектирования положения распределения, направления поляризации и направления электрического поля множества пьезоэлектрических полосок d15, можно достичь селективности, способной возбуждать любой режим колебаний конструкции. Если взять в качестве примера стержень из нержавеющей стали прямоугольного поперечного сечения, то используются различные методы возбуждения, и только пара пьезоэлектрических полосок d15 используется для завершения избирательного возбуждения режимов изгиба, кручения и продольных колебаний стержня.

Цель тестирования: проверить осуществимость метода и убедиться в том, что целевой режим может быть выборочно возбужден.

Испытательное оборудование: пара пьезоэлектрических полосок срезного типа (d15), стержни из нержавеющей стали прямоугольного сечения, генератор сигналов, усилитель мощности SLA-HV-200S, осциллограф и т.д.

Процедура эксперимента:
Как показано на рисунке, функциональный генератор генерирует непрерывный синусоидальный электрический сигнал. После усиления с помощью усилителя мощности пара пьезоэлектрических полосок сдвигового типа (d15), наклеенных на прямоугольный стержень из нержавеющей стали, приводится в действие для создания непрерывной деформации сдвига, тем самым достигается распределенное линейное усилие сдвига. Путем проектирования направления поляризации, направления электрического поля, положения расположения и других параметров пьезоэлектрической ленты можно избирательно возбуждать режим изгиба, режим кручения и режим продольных колебаний стержня прямоугольного поперечного сечения. Спектр частотной характеристики прямоугольного стержня измеряется с помощью доплеровского лазерного виброметра и собирается с помощью осциллографа. Частотное сканирование, лазерное сканирование, сбор данных и другие процессы в эксперименте автоматически выполняются с помощью программы Labview, написанной на портативном компьютере.

Результаты теста:
Три кривые разного цвета представляют спектр скоростных характеристик стержня прямоугольного поперечного сечения, измеренный лазерным виброметром в трех режимах возбуждения. Можно видеть, что при разработанном способе возбуждения режимы изгиба (B), кручения (T) и продольных колебаний (L) могут избирательно возбуждаться с довольно высокой чистотой, что помогает различать резонансную частоту, близкую к модальной.