W pracy omówiona została koncepcja zastosowania elementów piezoelektrycznych do redukcji drgań skrętnych belek. W przypadku belek Bernoulliego-Eulera o przekroju prostokątnym, dla których stosunek ... więcej

W pracy omówiona została koncepcja zastosowania elementów piezoelektrycznych do redukcji drgań skrętnych belek. W przypadku belek Bernoulliego-Eulera o przekroju prostokątnym, dla których stosunek wysokości do szerokości przekroju jest większy od 5-10, formy skrętne drgań identyfikowane są w grupie modów o najniższych częstotliwościach rezonansowych (zwykle jako trzeci mod drgań; wcześniejsze formy maja charakter modów giętnych). Elementy piezoelektryczne są od wielu dziesiątek lat wykorzystywane do redukcji drgań giętnych belek. Jeżeli jednak elementy piezoelektryczne zamocowane zostaną do belki symetrycznie w dwóch parach na obydwu powierzchniach zewnętrznych belki w tym samym jej przekroju poprzecznym i w taki sposób, że dwa oddzielne elementy leżące po tej samej stronie belki są aktywowane przyłożonym napięciem o takiej samej wartości i w fazach przeciwnych, a w ramach każdej z par elementy składowe również są aktywowane przyłożonym napięciem o takiej samej wartości w przeciwfazie, to taki układ dwóch par elementów (czterech elementów) wytwarza moment skręcający, który – jako zmienny w czasie – można wykorzystać w celu redukcji drgań skrętnych belki.
Zakres przedstawionych w pracy zagadnień obejmuje: ocenę możliwości wystąpienia drgań skrętnych belki w zakresie niskoczęstotliwościowym, analizę drgań belek, własnych i wymuszonych, typu drgań skrętnych, przy różnych typach modeli (teoria prętów cienkościennych, teoria prętów litych o dowolnych przekrojach, teoria prętów o przekrojach kołowych), symulację redukcji drgań przez elementy piezoelektryczne metodą różnic skończonych, symulacje redukcji drgań przez elementy piezoelektryczne metodą elementów skończonych dla różnych położeń par aktywatorów piezoelektrycznych i przykładanych napięć w zakresie jednomodalnym drgań wymuszonych oraz praktyczną realizację redukcji drgań na zbudowanym stanowisku laboratoryjnym, jako weryfikację doświadczalną metody.
Rezultaty przeprowadzonych prac obejmujących zarówno analizy teoretyczne, symulacje komputerowe oraz badania doświadczalne pokazały, że możliwa jest redukcja drgań skrętnych belki przy wykorzystaniu elementów piezoelektrycznych. Zaproponowana metoda redukcji drgań jest oryginalna z powodu zastosowanej konfiguracji elementów piezoelektrycznych i ich aktywacji w przeciwfazie.