基于多控制系数的压电智能结构减振优化设计

来源：计算力学学报杂志2025年第5期北京时间：

作者：锁刘佳,杨燊,王泽,张晓鹏,王大志

单位：大连理工大学 机械工程学院, 大连 116024,大连理工大学 力学与航空航天学院, 大连 116024,大连理工大学 力学与航空航天学院, 大连 116024,大连理工大学 力学与航空航天学院, 大连 116024,大连理工大学 机械工程学院, 大连 116024

摘要：压电材料具有作动迅速、易于制备和能耗低等优点,使用压电材料对结构进行振动控制能够改善结构性能,研究发现,压电材料的分布能够显著影响控制效果,许多学者使用拓扑优化技术对压电材料或控制电压的布局进行优化。在压电智能结构拓扑优化中,引入多种控制系数作为设计变量,能够获得更大设计空间,进一步提升控制效率。本文基于离散材料优化方法DMO (Discrete Material Optimization)研究了简谐激励作用下压电层控制系数最优分布问题。使用速度负反馈控制策略进行主动控制,选取能够有效衡量结构振动程度的动柔度作为目标函数,设计变量为每对压电传感器和压电致动器的速度负反馈控制系数,使用伴随变量法进行灵敏度分析,最后给出了两个数值算例来验证所提方法的正确性。

关键词：压电智能结构,主动控制,离散材料优化,材料布局,

基金资助：广东省基础与应用基础研究基金(2022A1515240059);国家自然科学基金(12272077)资助项目.