Электронный журнал «Техническая акустика» ISSN 1819-2408

Кристина Белдика, Гарри Хилтон, Санг Юи

Вязкоупругое демпфирование и пьезоэлектрические устройства для управления колебаниями конструкций, подвергаемых воздействию аэродинамического шума

язык: английский

получена 27.11.2006, опубликована 28.12.2006

Скачать статью (PDF, 650 кб, ZIP), используйте команду браузера "Сохранить объект как..."
Для чтения и распечатки статьи используйте «Adobe Acrobat© Reader» версии 4.0 или выше. Эта программа является бесплатной, ее можно получить на веб-сайте компании Adobe© (http://www.adobe.com/).

АННОТАЦИЯ

Аналитическое исследование и численное моделирование выполнено с целью определения физических параметров, влияющих на подавление колебаний посредством демпфирующих материалов и вязкоупругих пьезоэлектрических устройств. Численное моделирование выполнено для оценки значимости критических параметров, таких как аэродинамические коэффициенты, число Маха, функции релаксации конструкций и пьезоэлектрических устройств. Численное моделирование показало, что пьезоэлектрические вязкоупругие устройства малого веса могут быть эффективными для активного и пассивного воздействия на колебания конструкций летательных аппаратов, возбуждаемых аэродинамическим шумом.

15 страниц, 14 иллюстраций

Как сослаться на статью: Кристина Белдика, Гарри Хилтон, Санг Юи. Вязкоупругое демпфирование и пьезоэлектрические устройства для управления колебаниями конструкций, подвергаемых воздействию аэродинамического шума. Электронный журнал "Техническая акустика", http://ejta.org, 2006, 18.

ЛИТЕРАТУРА

1. Lighthill, M. J. On sound generated aerodynamically. I. General theory. Proceedings of the Royal Society (London), 1952, 222A, 564–587.
2. Lighthill, M. J. On sound generated aerodynamically. II. Turbulence as a source of sound. Proceedings of the Royal Society (London), 1954, 231A, 1–32.
3. Cremer, L., Heckl, M. and Ungar, E. E. Structure-Borne Sound. 1988, Springer-Verlag, NY.
4. Goldstein, M. E. Aeroacoustics. 1976, McGraw-Hill, New York.
5. Lyrintzis, A. S., Mankbadi, R. R., Baysal, O. and Ikegawa, M. Computational Aeroacoustics. ASME FED–279, 1995, ASME, New York.
6. Hubbard, H. H. Aeroacoustics of flight vehicles. Vol. 1: Noise sources & 2: Noise control. NASA Reference Publication 1258, 1991, Washington, DC.
7. Atassi, H. M. (Ed.) Unsteady Aerodynamics, Aeroacoustics and Aeroelasticity of Turbomachines and Propellers. 1993, Springer-Verlag, New York.
8. Beranek, L. L., Ed. Noise and Vibration Control. 1971, McGraw-Hill, New York.
9. Crighton, D. G., Dowling, A. P., Ffowcs Williams, J. E., Heckl, M. and Lippington, F. G. Modern Methods in Analytical Acoustics. 1992, Springer, New York.
10. Hardin, J. C. and Hussaini, M. Y. Computational Aeroacoustics. 1993, Springer-Verlag, New York.
11. Junger, M. C. and Feit, D. Sound, Structures, and Their Interaction, 2nd Ed., 1986, MIT Press, Cambridge.
12. Bisplinghoff, R. L., Ashley, H. and Halfman, R. R. Aeroelasticity. 1955, Addison-Wesley, Cambridge, MA.
13. Dowell, E. H. Aeroelasticity of Plates and Shells. 1975, Noordhoff, Leyden.
14. Dowell, E. H. and Ilganov, M. Studies in Nonlinear Aeroelasticity. 1988, Springer-Verlag, New York.
15. Dowell, E. H., Crawley, E. F., Curtiss Jr., H. C., Peters, D. A., Scanlan, R. H. and Sisto, F. A Modern Course in Aeroelasticity, 3rd ed. 1995, Kluwer Academic Publishers, Dordecht.
16. Cao, X. S. and Mlejnek, H. P. Computational prediction and redesign for viscoelastically damped structures. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 1995, 125, 1–16.
17. Hilton, H. H. Pitching instability of rigid lifting surfaces on viscoelastic supports in subsonic or supersonic potential flow. Proceedings of the Third Midwestern Conference on Solid Mechanics, 1957, 1–19.
18. Hilton, H. H. The divergence of supersonic, linear viscoelastic lifting surfaces, including chordwise bending. Journal of the Aero/Space Sciences, 1960, 27, 926–934.
19. Hilton, H. H. Viscoelastic and structural damping analysis. Proceedings of the Damping ’91 Conference, Air Force Technical Report WL-TR-91-3078, 1991, III, ICB 1–15, Wright Patterson AFB, OH.
20. Hilton, H. H. and Vail, C. F. Bending-torsion flutter of linear viscoelastic wings including structural damping. Proceedings AIAA/ASME/ASCE/ AHS/ASC 34th Structures, Structural Dynamics and Materials Conference, AIAA Paper 93–1475, 1963, 3, 1461–1481.
21. Ungar, E. E. (1971) Damping of panels. Noise and Vibration Control, (L. L. Beranek, Ed.) 1971, 434–475, McGraw-Hill, New York.
22. Yi, S., Ahmad, M. F. and Hilton, H. H. Dynamic responses of plates with viscoelastic damping treatment. ASME Journal of Vibration and Acoustics, 1996, 118, 362–374.
23. Hilton, H .H., Vinson, J. R. and Yi, S. Anisotropic piezo-electro-thermo-viscoelastic theory with applications to composites. Proceedings of the 11th International Conference on Composite Materials, 1997, VI, 4881–4890, Gold Coast, Australia.
24. Beldica, C. E., Hilton, H. H. and Yi, S. A sensitivity study of viscoelastic, structural and piezo-electric damping for flutter control. Proceedings of the 39th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ ASC Structures, Structural Dynamics and Materials Conference, AIAA Paper No. 98-1848, 1998, 2:1304–1314.
25. Beldica, C. E. and Hilton, H. H. Nonlinear viscoelastic beam bending with piezoelectric control - analytical and computational simulations. Journal of Composite Structures, 2001, 1, 195–203.
26. Hilton, H. H. and Yi, S. (1999) Creep divergence of nonlinear viscoelastic lifting surfaces with piezoelectric control. Proceedings of the Second International Conference on Nonlinear Problems in Aviation and Aerospace, S. Sivasundaram, Ed., 1999, 1, 271–280, European Conference Publications, Cambridge, UK.
27. Hilton, H. H., Kubair, D. and Beldica, C. E. Piezoelectric bending control of nonlinear viscoelastic plates probabilities of failure and survival times. Contemporary Research in Engineering Mechanics, G. A. Kardomateas and V. Birman, Eds., 2001, 81–94, ASME, New York.
28. Hilton, H. H. Achour, M. and Greffe, C. Failure probabilities and survival times of light weight viscoelastic sandwich panels due to aerodynamic noise and piezoelectric control. Proceedings of the International Workshop on High Speed Transport Noise and Environmental Acoustics (HSTNEA 2003), 2004, 68–78, Computer Center of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia.
29. Nashif, A. D., Jones, D. I. G. and Henderson, J. P. Vibration Damping. 1985, John Wiley & Sons, NY.
30. Jones, D. I. G. Handbook of Viscoelastic Vibration Damping. 2001, John Wiley & Sons, New York.
31. Lazan, B. J. Damping of Materials and Members in Structural Mechanics. 1968, Pergamon Press, Oxford.
32. Holloway, F. and Vinogradov, A. Material characterization of thin film piezoelectric polymers. Proceedings of the 11th International Conference on Composite Materials, 1997, VI, 474–482, Gold Coast, Australia.
33. Vinogradov, A. M. and Holloway, F. Cyclic creep of piezoelectric polymer polyvinylidene fluoride. AIAA Journal, 1999, 39, 2227–2229.
34. Vinogradov, A. M. and Holloway, F. Electro-mechanical properties of the piezoelectric polymer PVDF. Ferroelectrics, 1999, 226, 169–181.
35. Vinogradov, A. M. Nonlinear characteristics of piezoelectric polymers. Proceedings of 2001 ASME International Mechanical Congress and Exposition, 2001, IMECE 2001/AD-23736, ASME, New York.
36. Hilton, H. H., Hsu, J. and Kirby, J. S. Linear viscoelastic analysis with random material properties. Journal of Probabilistic Engineering Mechanics, 1991, 6, 57–69.
37. Sears, W. R. Some aspects of non-stationary airfoil theory and its practical applications. Journal of the Aeronautical Sciences, 1941, 8, 104–108.
38. Abramowitz, M. and Stegun, I. A. Eds. Handbook of Mathematical Functions. 1964, National
Bureau of Standards, Washington, DC.
39. Christensen, R. M. Theory of Viscoelasticity - An Introduction, 2nd ed., 1981, Academic Press, New York.
40. Hilton, H. H. An introduction to viscoelastic analysis. Engineering Design for Plastics, E. Baer, Ed., 1964, 199–276. Reinhold Publishing Corp., New York.
41. Yi, S. and Hilton, H. H. Dynamic finite element analysis of viscoelastic composite plates in the time domain. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 1994, 37, 4081–4096.
42. Schapery, R. A. Approximate methods of transform inversion for viscoelastic stress analysis. Proceedings Fourth US National Congress of Applied Mechanics, 1962, 2, 1075–1085. ASME, New York.

		Кристина Белдика окончила политехнический университет в Бухаресте (Румыния) по специальности авиационные технологии. Диссертацию защитила в университете штата Иллинойс (США). С 1996г. работает в национальном центре по применению суперкомпьютеров при этом университете. Научные интересы: вязкоупругие материалы, линейный и нелинейный анализ напряжений, численное и экспериментальное исследование процесса разрушения, в том числе армированных композитных материалов, воздействие аэродинамического шума на конструкции.
		Гарри Хилтон окончил университет Нью-Йорка (США) по специальности авиационные технологии. Диссертацию в области теоретической и прикладной механики защитил в университете штата Иллинойс. Длительное время руководил кафедрой в этом университете. В настоящее время - почетный профессор и один из ведущих ученых национального центра по применению суперкомпьютеров. Член нескольких международных и национальных научных комитетов по технической политике и стандартизации в авиакосмической промышленности. Научные интересы: линейный и нелинейный, детерминистический и вероятностный анализ вязкоупругих и композитных материалов, аэроупругость, механика твердого тела. e-mail: h-hilton(at)uiuc.edu
		Санг Юи защитил диссертацию в университете штата Иллинойс в 1992. В настоящее время - доцент кафедры машиностроения в университете г. Портланд (США). Научные интересы: механизмы разрушения композитных материалов, моделирование материалов.