مقاله پیاده سازی عناصر سختی وابسته به فرکانس قابل تنظیم از طریق پشته های پیزوالکتریک شنت شده یکپارچه

چکیده

Piezoelectric transducers applied on or integrated in structures, combined with appropriate circuits have been extensively investigated as a smart approach to the mitigation of resonant vibrations with high relative amplitudes. Using an approach that is traceable to the use of tuned mass absorbers and dampers, widely used in mechanical and civil engineering, resonantly shunted piezoelectric transducers can be configured to target specific eigenmodes of a structure, if appropriately placed and tuned. By re-framing the function of resonantly shunted piezoelectric transducers as frequency dependent variable stiffness elements, it is of great interest to investigate their capabilities to realize frequency dependent topologies (in the sense of the mechanical connectivity) in the frame of lattice metamaterials, where the load path within a lattice can be interrupted at will for specific frequencies by intercalating null-stiffness components realized with resonantly shunted piezoelectrics. Here, we offer the numerical and experimental verification of this idea, using the example of a potential unit cell of such an adaptive lattice metamaterial. Its realization as additively manufactured component points to the feasibility of such metamaterials in real life.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

مبدل های پیزوالکتریک که در ساختارها روی یا یکپارچه شده اند ، همراه با مدارهای مناسب به طور گسترده به عنوان یک رویکرد هوشمندانه برای کاهش ارتعاشات رزونان با دامنه نسبی زیاد مورد بررسی قرار گرفته اند.با استفاده از رویکردی که در استفاده از جاذب های جرم تنظیم شده و میراگرها قابل ردیابی است ، که به طور گسترده در مهندسی مکانیکی و عمران مورد استفاده قرار می گیرد ، مبدل های پیزوالکتریک با شکوه می توانند در صورت قرار دادن و تنظیم مناسب ، برای هدف قرار دادن وسایل خاص خاص یک ساختار پیکربندی شوند.با بازگرداندن مجدد عملکرد مبدل های پیزوالکتریک به صورت تشدید شده به عنوان عناصر سفتی متغیر وابسته به فرکانس ، مورد توجه توانایی های آنها برای تحقق توپولوژی های وابسته به فرکانس (به معنای اتصال مکانیکی) در قاب متامیارهای شبکه ، جایی که در آن ، جایی که در آن مورد بررسی قرار می گیرد.مسیر بار در یک شبکه با استفاده از فرکانس های خاص با استفاده از اجزای سفت و محکم تهی که با پیزوالکتریک های پر پیچ و خم تحقق یافته است ، می تواند برای فرکانس های خاص قطع شود.در اینجا ، ما تأیید عددی و تجربی از این ایده را با استفاده از مثال یک سلول واحد بالقوه از چنین متامادی شبکه تطبیقی ارائه می دهیم.تحقق آن به عنوان مؤلفه تولیدی که به طور اضافی تولید می شود ، به امکان سنجی چنین مواد متاملی در زندگی واقعی اشاره دارد.