压电圆环结构动刚度控制有限差分仿真分析

摘要

薄壁飞行器结构在高超音速飞行过程中需要对局部环状区域进行刚度增强。对于层合了压电传感与控制器的圆环刚度控制系统,提出了一种圆环多模态智能结构单元混合程序仿真模型,可以对独立模态进行闭环刚度控制。利用有限差分法,将压电圆环动力学偏微分方程转化为含有压电传感与控制效应矩阵的智能结构单元数学矩阵模型;为了解决大矩阵运算和多次循环迭代的问题,建立基于C++/MATLAB混合编程的智能结构单元仿真系统;采用余弦状传感/作动器贴片,对独立模态的位移/加速度反馈动刚度控制进行算例分析,就不同差分密度、积分时间步长和增益比例系数等条件下进行频域与时域仿真分析,取得了较为满意的结果。该方法为复杂回转曲面结构的智能结构系统的大数据量离散化仿真分析提供了新的解决方案。