压电梁的模态分析

压电振子的振动模态压电振子是一种通过压电效应使机械振子发生振动的器件。

压电效应是一种物质在被施加压力或受到电场作用时，会产生电荷分离或电势变化的现象。

这种效应可以应用于振动系统中，使系统产生稳定的振荡。

由于压电振子是通过外部施加的电场来产生振动的，因此其振动模态受到电场频率的控制。

一般而言，压电振子的振动模态可以分为基频和谐波频率。

基频是指当压电振子处于自由状态下，不受外界干扰时，振动的最低频率。

在基频模态下，压电振子的振动呈现简谐振动的特征。

在正弦电场的作用下，振子在电场作用力的驱动下进行振动。

基频的振动模态可以通过拉普拉斯方程求解得到。

谐波频率是指压电振子在基频外的次低频率。

当外加电场与振子的固有频率相近时，谐波模态会发生共振。

共振时，振子的振幅会显著增加，使得振动效果更加明显。

由于谐波模态是由于电场频率与振子固有频率之间的匹配关系，因此谐波频率可以通过频率响应函数进行计算。

除了基频和谐波频率外，压电振子还可能存在其他振动模态，如多振模态和混态。

多振模态是指振子在外部驱动下，具有多个频率成分的振动。

混态是指振子同时存在多个振动模态，并且振幅可以分别控制。

压电振子的振动模态对于实际应用具有重要意义。

在传感器和执行器中，振动模态的选择可以根据所需的传感器频率或执行器频率来定制。

此外，通过调整外加电场的频率或幅值，可以有效地控制压电振子的振动模态。

这为实现高精度、低能耗的系统设计提供了可能性。

在实际应用中，压电振子的振动模态的计算和优化是一个复杂的问题。

需要考虑到振子的材料特性、几何形状、电场频率等多个因素的综合影响。

通过数值模拟和实验测试相结合的方法，可以得到较为准确的振动模态结果，为压电振子的设计与优化提供理论依据。

综上所述，压电振子的振动模态是基频和谐波频率等模态的叠加效应。

通过调整电场频率和幅值，可以实现不同频率和振幅的振动模态，为实际应用提供了灵活性和可调性。

压电振子的振动模态研究对于制造高性能的传感器和执行器具有重要意义。

三等跨连续梁的模态分析试验作者：陈琨袁向荣来源：《城市建设理论研究》2013年第28期摘要：本文为了研究连续梁的振动特性，结合振动理论和MIDAS有限元分析软件，用DASP软件对三等跨连续梁模型进行了模态分析试验，得出各阶阵型和频率，并用有限元分析结果和实验结果进行了对比。

结果显示，实验所测得各阶阵型图与有限元分析得出阵型图基本一致，二者所得的频率也极为接近，误差均不超过用2%，在允许误差范围内。

说明了用模态试验分析的方法对连续梁进行模态分析的可行性。

关键词：连续梁；模态分析；MIDAS；有限元分析；中图分类号：U446.1 文献标识码：AExperimental modal analysis of the three-span continuous beamsChen Kun.etc（Department of Civil Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510006,China）Abstract:In order to study the dynamic deformation features of the continuous beam bridge，a modal analysis test of the three-span continuous beams was carried out with the DASP，combined with the vibration theory and finite element analysis software MIDAS in this paper，then the frequency and damp ratio of this continuous beams were obtained . The results of finite element analysis and the test modal analysis were compared. The results shows that the test modal analysis and the analytic modal result are almost the same. Th e deviation of the frequency didn’t exceed 2%. It shows that the modal analysis test is a good way to get the modal parameters of the continuous beams.Keywords： continuous beams ; modal analysis; MIDAS; finite element analysis0引言连续梁桥是中小跨径桥梁中常用的桥型，具有结构刚度大、行车平稳舒适等优点。

什么是模态分析,模态分析有什么用什么是模态分析模态分析有什么用结构劢力学分析中，最基础、也是最重要的一种分析类型就是“结构模态分析”。

模态分析主要用亍计算结构的振劢频率和振劢形态，因此，又可以叫做频率分析戒者是振型分析。

劢力学分析可分为时域分析不频域分析，模态分析是劢力学频域分析的基础分析类型。

基础理论劢力学控制方程可表示为微分方程：其中，[ M ] 为结构质量矩阵，[ C ] 为结构阷尼矩阵，[ K ] 为结构刚度矩阵，{ F } 为随时间变化的外力载荷函数，{ u } 为节点位移矢量，为节点速度矢量，{ ü } 为节点加速度矢量。

在结构模态分析中丌需要考虑外力的影响，因此，模态分析的劢力学控制方程可表示为：理想情况下，结构在振劢过程中，丌考虑阷尼效应，也就是所谓的自由振劢情况，模态分析又可描述为：对上迚一步分析，假设此时的自由振劢为谐响应运劢，也就是说u = u 0 sin( ωt )，上又可迚一步描述为：对上式求解，可得方程的根是ω i²，即特征值，其中i 的范围是从1 到结构自由度个数N （有限元分析中，自由度个数N 一般丌超过分析模型网格节点数的三倍）。

特征值开平方根是ω i ，即固有圆周频率，这样，结构振劢频率（结构固有频率）f i就可通过公式f i = ω i /2 π 得到。

有限元模态分析可以得到f i 戒者ω i ，都可以用来描述结构的振劢频率。

特征值对应的特性矢量为{ u } i 。

特征矢量{ u } i表示结构在以固有频率f i振劢时所具有的振劢形状（振型）。

模态分析中的矩阵1. 模态分析微分方程组包含六个矩阵：[ K ] 代表刚度矩阵。

可参考“结构静力学”中的解释说明。

{ u } 代表位移矢量。

主要用来描述模态分析的振型。

可参考“结构静力学”中的解释说明，但一定要注意，模态分析中得到的位移矢量不静力学分析中位移矢量代表变形丌同。

[ C ] 代表阷尼矩阵。

压电弯曲元的夹层梁解析模型
周燕国;陈云敏;丁皓江
【期刊名称】《应用数学和力学》
【年(卷),期】2007(28)12
【摘要】压电弯曲元是一类传感和作动器件,已得到广泛的应用.基于一阶剪切变形理论发展了压电弯曲元夹层梁解析模型,对梁截面采用统一转角并将耦合电势沿厚度的分布假设为二次函数,进一步修正了横向剪应变对电位移的影响.以弯曲元简支梁自由振动为例进行数值分析,解析模型解与二维精确解相比具有良好的精度,为分析弯曲元动力机电响应提供了良好的解析模型.
【总页数】6页(P1411-1416)
【关键词】弯曲元;压电;夹层梁;剪切系数;解析模型
【作者】周燕国;陈云敏;丁皓江
【作者单位】浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】O343.1
【相关文献】
1.弯曲型梯度压电悬臂梁受外加电场作用时的解析解 [J], 夏文婧;韩嵘
2.弹性基础梁弯曲问题有限元解析与直接边界元法解析的研究 [J], 芮宏斌;黄玉美
3.含磁电弹夹层的压电/压磁层合纳米梁弯曲的研究 [J], 朱炳任; 刘世伦; 陈红迁
4.自由端受集中力作用下压电悬臂梁弯曲问题解析解 [J], 杨德庆;刘正兴
5.均匀分布荷载作用下压电悬臂梁弯曲问题解析解 [J], 柳拥军;杨德庆
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

新型压电输送振子振动模态有限元分析
随着当代科技的发展，压电传感器的应用越来越广泛，其中很多应用是压电输送振子。

压电输送振子是一种能够提供一定程度的提供能量的元件，可以用来提供能量，也可以用来调节和控制振子的振动模态。

因此，对压电输送振子的振动模态进行研究，有着重要的应用价值。

本文将从多种角度来研究新型压电输送振子的振动模态。

首先，本文概述了压电输送振子的工作原理和结构特点，并对新型压电输送振子的振动模态进行了综述。

然后，本文根据压电振动学理论，建立了描述新型压电输送振子振动模态的动力学模型，并由此推导了有限元方程，用来描述新型压电输送振子的振动模态。

此外，本文还提出了基于有限元方法的新型压电输送振子振动模态分析过程，并对所提出的方法进行了数值模拟试验，从而验证了所提出的方法的正确性和有效性。

最后，本文总结了本文研究的结论和可应用性。

压电输送振子是一种先进的能够实现能量调节和控制的元件，而本文提出的新型压电输送振子振动模态有限元分析方法，将有利于该元件的应用发展。

通过有限元方法可以有效地模拟和分析压电输送振子的振动性能，从而更好地控制其工作模式。

该方法也可以用于优化压电输送振子的设计，从而提高其使用效果。

综上所述，本文研究了新型压电输送振子的振动模态，提出了以有限元方法为基础的模态分析方法，并通过数值模拟试验验证了该方法的正确性和有效性。

该方法不仅可以用于新型压电输送振子的工作
模式控制，同时也可以用于优化设计。

今后，有关压电输送振子的研究将更加深入，将不断开展新的应用，从而使压电输送振子在未来有更广泛的应用前景。