實(shí)驗(yàn)名稱：基于力電耦合超材料的圓柱殼類彈性波頻率調(diào)制研究

研究方向：振動(dòng)與噪聲控制

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：在圓柱殼上利用“單傳感-雙驅(qū)動(dòng)”的主動(dòng)控制方式實(shí)現(xiàn)圓柱殼結(jié)構(gòu)中彈性波的頻率調(diào)制。首先衍推圓柱殼結(jié)構(gòu)中的彈性波調(diào)控理論，設(shè)計(jì)力電耦合超材料單元并推導(dǎo)具有時(shí)變特性的傳遞函數(shù)。其次，在軸向圓柱殼結(jié)構(gòu)模型中運(yùn)用仿真技術(shù)分析該超材料單元在瞬態(tài)研究下彈性波的頻率調(diào)制功能。最后制作軸向圓柱殼力電耦合超材料單元的實(shí)驗(yàn)分析試樣，通過收集彈性波的頻域數(shù)據(jù)用以驗(yàn)證頻率的調(diào)制功能。

測試設(shè)備：ATA-2042高壓放大器、信號(hào)發(fā)生器、示波器、加速度傳感器等。

實(shí)驗(yàn)過程：首先信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)作為外部振動(dòng)來源。當(dāng)壓電片傳感器檢測到彈性波信號(hào)后傳輸至數(shù)字前饋控制電路中由傳遞函數(shù)進(jìn)行計(jì)算處理，計(jì)算所得結(jié)果通過高壓放大器將等大反向的時(shí)變電壓作用在超材料單元的壓電片驅(qū)動(dòng)器。以此完成對(duì)透射的彈性波進(jìn)行頻率調(diào)制。

測試結(jié)果：在基于力電耦合特性的基礎(chǔ)上通過采用“單傳感-雙驅(qū)動(dòng)”的主動(dòng)控制方式設(shè)計(jì)了一種適用于圓柱殼類結(jié)構(gòu)中進(jìn)行彈性波頻率調(diào)制的超材料單元，可對(duì)7kHz-12kHz范圍內(nèi)的入射波根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)目標(biāo)透射頻率的轉(zhuǎn)換功能。

功率放大器推薦：ATA-2042高壓放大器

圖：ATA-2042高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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審核編輯 黃宇