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圧電フィルムを用いた薄膜状分布型スマートダンパの開発

利用压电薄膜开发薄膜分布式智能阻尼器

基本信息

批准号：
15760148
负责人：
西垣勉
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,圧電フィルムを用いた薄膜状ダンパ,すなわち任意の曲率を有する薄肉構造物の表面にシール状に貼付して外部の駆動回路に接続すれば,構造物の境界条件やフィルムのサイズ・貼付位置にかかわらず何らかの振動抑制効果を発揮するような,いわば「スマートダンパ」の開発を目的とし,その具現化の方法として,積層化した圧電フィルムの表裏にマトリックス状の電極パターンを形成させ,個々のユニットを外部の回路で分散制御的に駆動させる方法を提案し,スマートダンパとしてのメカニズムの設計手法について検討して,その有効性を数値解析および実験によって検証することを方針とした.平成17年度は,平成16年度のまで理論解析結果および予備実験結果を基礎として実際に薄膜状ダンパによる柔軟ばりのアクティブ制振を試みることを目的とした.まず,前年度の結果をもとに,スマートダンパの柔軟ばりへの適用を考え,4層構造の積層型圧電フィルムを作製した.ここでフィルム2層ずつをそれぞれ1枚のセンサ/アクチュエータとして用いる電磁シールド構造とした.次に,厚さ0.5mm,幅30mm,長さ215mmのアルミニウムの片持ばりの一表面に上記で製作した積層圧電フィルムを貼付し,このはりの一点に衝撃入力が加わる場合の減衰自由振動制御実験を行い,実際に制御効果が得られることを確認した.また,本手法におけるスマート化を達成するため,当該スマートダンパのセルフセンシングアクチュエータとしての自己調整機能についても検討し,ディジタル回路を援用したLMSアルゴリズムによってその機能が実現できることを確認した.以上の成果により,積層化圧電フィルムおよび外部の駆動回路によって,構造物の境界条件やフィルムのサイズ・貼付位置にかかわらず何らかの振動抑制効果を発揮するような,いわば「スマートダンパ」が実現できる可能性を確認できたといえる.

In this study, thin film structures with arbitrary curvatures are applied to the surface of thin structures, and external dynamic loops are connected to the surface of thin structures. Boundary conditions of structures include the location of thin film structures, the location of thin film structures, and the development of vibration suppression effects. A method for the formation of electrode structures in the form of multilayer voltage distribution and external control circuits is proposed, and the design method for the design of multilayer voltage distribution and external control circuits is proposed. Heisei 17 years ago, Heisei 16 years ago theoretical analysis results too prepared for the implementation of the results of the foundation and the implementation of the thin film shape of the soft The results of the previous year were as follows: the application of the soft layer of the 4-layer structure was investigated. The first two layers are covered by a single layer of electromagnetic material. In addition, the thickness of 0.5mm, width of 30mm, length of 215mm, the thickness of the film is 0.5mm, the width of the film is 30mm, and the length of the film is 215mm. When the LMS function is realized, the LMS function is confirmed when the LMS function is realized. The above results are based on the confirmation of the possibility of the realization of the vibration suppression effect of the structure boundary conditions such as the voltage distribution and the external vibration circuit.