肉肉哥 发表于 2016-5-17 12:05

压电悬臂梁瞬态分析时,阻尼比如何确定?

压电悬臂梁瞬态分析时,阻尼比如何确定?

htbbzzg 发表于 2016-5-18 08:03

阻尼比是一种材料特性,需要通过实验测定。
先到网上看看能否找到相应的例子;再看看是否有行业规范或标准,给出了相应行业的常用阻尼比。
实在不行,对一般金属材料可以取值 0.03~0.08,作为经验值看待。

delta_koma 发表于 2016-7-15 12:04

同问现在做仿真,压电悬臂梁上粘接光纤悬臂梁通过压电的振动带动光纤振动实现扫描,阻尼应该怎么确定呢   给压电块周期信号刺激仿真出来的光纤端面振幅一直在增大,若干周期之后衰减,然后如此往复,想要得到快速稳定、与电压信号一致的振幅,是否应该增大阻尼呢?应该怎么确定呢?

欧阳中华 发表于 2016-7-15 14:39

delta_koma 发表于 2016-7-15 12:04
同问现在做仿真,压电悬臂梁上粘接光纤悬臂梁通过压电的振动带动光纤振动实现扫描,阻尼应该怎么确定呢 ...

你将响应曲线图贴出来看看,要分析判断...

delta_koma 发表于 2016-7-15 14:56

本帖最后由 delta_koma 于 2016-7-15 15:00 编辑

欧阳中华 发表于 2016-7-15 14:39
你将响应曲线图贴出来看看,要分析判断...
这个是系统的图片
F:\系统图接下来是压电的驱动波形F:\电压波形

与之对应的是压电块端面的位移F:\压电位移

可以看到压电端面的位移比较符合预期,由于采样点少,所以不太平滑。
然后光纤端面的位移F:\光纤端面位移

可以看到不太稳定,由于时间关系,没有算太长时间,贴一个昨天算出来较长时间的一个响应F:\完整包络

不知道为什么会这样麻烦老师给分析分析吧 辛苦了


delta_koma 发表于 2016-7-15 15:02

欧阳中华 发表于 2016-7-15 14:39
你将响应曲线图贴出来看看,要分析判断...

我所理解预期的结果应该是光纤位移与压电驱动波形类似,响应上可能稍有延迟,但应该很快就趋于稳定,不知道出现这种情况的原因,辛苦老师了,还望赐教。

欧阳中华 发表于 2016-7-15 15:58

delta_koma 发表于 2016-7-15 15:02
我所理解预期的结果应该是光纤位移与压电驱动波形类似,响应上可能稍有延迟,但应该很快就趋于稳定,不知 ...

.
   分析一下,不一定对。

   第一张是输入,第二张你说的对,采样频率要再高点应该光滑。第三张可能是由于初始位移和速度都是为0,所以会逐渐响应增加。最后一张感觉有“拍”的现象,也就是激励频率与某固有频率靠得比较近,你可以调低点激励频率,然后测得长点时间,看看结果,再多改变几个频率看看,就能体会到些了 .. . . .

delta_koma 发表于 2016-7-15 16:06

欧阳中华 发表于 2016-7-15 15:58
.
   分析一下,不一定对。



对时间长的话就按这个包络循环了您说的很有道理,我再调一下频率,可能我没想到对频率精度要求这么高?我再试试吧如果有问题还得麻烦您。

欧阳中华 发表于 2016-7-15 17:58

delta_koma 发表于 2016-7-15 16:06
对时间长的话就按这个包络循环了您说的很有道理,我再调一下频率,可能我没想到对频率精度要求这么高 ...

.
   改变激励频率计算有结果贴上来看看呀. . . ..

delta_koma 发表于 2016-7-15 18:04

欧阳中华 发表于 2016-7-15 17:58
.
   改变激励频率计算有结果贴上来看看呀. . . ..

我正在做谐响应分析,想把谐振频率准确点,时间步长设置很短,算的时间比较长。。。等有结果,无论理想与否我都贴出来你看看。

欧阳中华 发表于 2016-7-16 15:56

delta_koma 发表于 2016-7-15 18:04
我正在做谐响应分析,想把谐振频率准确点,时间步长设置很短,算的时间比较长。。。等有结果,无论理想与 ...

.
怎么没有结果了?

delta_koma 发表于 2016-7-18 08:51

欧阳中华 发表于 2016-7-16 15:56
.
怎么没有结果了?

周五下午组里聚餐了周末都有事还没算上等完事了贴上来

delta_koma 发表于 2016-7-18 08:55

欧阳中华 发表于 2016-7-16 15:56
.
怎么没有结果了?

老师,我先把代码贴一下,麻烦您看能看出问题不,然后我继续计算着

/clear
/prep7
/units,mpa            !!mm,Mg,s,℃
et,1,plane182
et,2,solid186
et,3,solid226,1001
mp,ex,1,7e4             !!光纤
mp,prxy,1,0.17
mp,dens,1,2.2e-9
         
mp,dens,2,7.75e-9       !!压电片

c11      = 12.035e4   
c12      = 7.5179e4   
c13      = 7.509e4      
c33      = 11.087e4
c44      = 2.2584e4
c66               = 2.1053e4
tb,ANEL,2
tbdata, 1,c11, c12, c13,    0, 0,    0
tbdata, 7,       c11, c13,    0, 0,    0
tbdata,12,            c33,    0, 0,    0
tbdata,16,                  c44, 0,    0   
tbdata,19,                      c66,   0   
tbdata,21,                            c66

e13 = -5.3512e-6   
e33 = 15.784e-6   
e52 = 12.295e-6
tb,PIEZ,2
tbdata, 1,0,    0,   e13
tbdata, 4,0,    0,   e13
tbdata, 7,0,    0,   e33
tbdata,10,0,    0,   0   
tbdata,13,0,   e52,    0   
tbdata,16,e52,0,   0

emunit,EPZRO,8.854e-15            
mp,PERx,2, 919                  
mp,PERy,2, 919
mp,PERz,2, 826

lp=8         !压电片长度
can=16         !光纤悬臂长度
pw=0.6         !压电片半宽度
ph=0.5         !压电片厚度
ra=0.0625      !光纤半径

k,1,0,0,0
circle,1,ra,,,90
lstr,1,3
lstr,1,2
al,1,2,3

type,1
lesize,1,,,8
lesize,2,,,8
lesize,3,,,8
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
amesh,1
type,2
mat,1
esize,,120
vext,all,,,,,can+lp

vsymm,y,all
vsymm,x,all

numoff,kp,100
numoff,line,100
numoff,area,100
numoff,volu,100

local,11,,,,,,,90      
csys,0
k,1,-ra,pw,0
k,2,-(ra+ph),pw,0
k,3,-(ra+ph),-pw,0
k,4,-ra,-pw,0
lstr,1,2
lstr,2,3
lstr,3,4
lstr,4,1
a,1,2,3,4

type,1
lesize,1,,,4
lesize,2,,,10
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
amesh,1
type,3 $ esys,11            !!!!与极化方向一致
mat,2
esize,,40
vext,1,,,,,lp

nummrg,node

vsel,s,,,1
nslv,s,1
nsel,r,loc,x,-ra
nsel,u,loc,z,0
cp,1,volt,all
ground=ndnext(0)

vsel,s,,,1
nslv,s,1
nsel,r,loc,x,-(ra+ph)
nsel,u,loc,z,0
cp,2,volt,all
load=ndnext(0)

allsel

/solu
antype,modal
modenum=40
modopt,lanb,modenum               
mxpand,modenum
nsel,s,loc,z,0
d,all,all,0                                                                     
allsel
solve
finish

/solu
allsel
antype,trans
TRNOPT,FULL            
DAMPRATIO=0.02
TINTP,,0.25,0.5,0.5
pi=4*atan(1)
ff=377.59
nT=5
t=1/ff
n=10

allsel
nsel,s,loc,z,0
d,all,all,0
allsel
d,ground,volt,0

*do,j,1,nT
*do,i,1,n
time,(j-1)*t+t/n*i
d,load,volt,-10e3*sin(2*pi*ff*((j-1)*t+t/n*i))                                               
lswrite,(j-1)*n+i
*enddo
*enddo
allsel
outres,all,all
lssolve,1,(j-1)*n+i

finish


/post26
allsel
nsel,s,loc,x,0
nsel,r,loc,y,0
nsel,r,loc,z,lp+can
*get,end_node,node,0,num,max
allsel
nsol,2,end_node,u,x,ux
plvar,2
finish

truleeee 发表于 2016-7-18 09:12

学习啦感谢楼上诸位

delta_koma 发表于 2016-7-18 16:35

欧阳中华 发表于 2016-7-16 15:56
.
怎么没有结果了?

欧阳老师您好,我将频率调低了又仿真了下,同时通过谐响应分析了下共振频率,按一阶共振频率给了刺激信号,算了50个周期,结果图都在下边,麻烦您给看看。光纤端点处位移变化,刺激频率370Hz:

刺激频率372Hz:

刺激频率375Hz:

可以看到刺激频率对位移波形无明显影响,然后进行了谐响应分析:

提取数据,按照385.6Hz的频率刺激,50个周期,光纤端点位移:

而压电片端点的位移比较符合实际波形:

同时,选取光纤悬臂上靠近压电片的某个节点,其位移响应为:

非常疑惑。。。。还望老师能不吝赐教。

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