Amortissement vibratoire multimodal de plaques par couplage à leurs réseaux piézoélectriques analogues - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2017

Amortissement vibratoire multimodal de plaques par couplage à leurs réseaux piézoélectriques analogues

Résumé

Le principe du shunt piézoélectrique résonant est étendu au contrôle d'une structure multimodale par multiplication du nombre de patchs piézoélectriques. Ceux-ci sont interconnectés via un réseau élec-trique ayant un comportement modal approximant celui de la structure à contrôler. Pour une plaque mince, l'application de la méthode des différences finies aux équations continues de Kirchhoff-Love permet d'obtenir un ensemble d'équations discrètes qui définissent un modèle différences finies d'une cellule élémentaire de plaque. À partir de ce modèle mécanique discret, l'analogie électromécanique mène à un réseau électrique analogue constituées d'inductances et de transformateurs. Quand le réseau bidimensionnel est connecté à un ensemble de patchs piézoélectriques, le système complet fait appa-raître une coïncidence à la fois spatiale et fréquentielle entre les modes de résonance de plaque et ceux de l'analogue électrique. Le couplage piézoélectrique entre les deux sous-domaines génère un transfert énergétique sur une large plage de fréquences. On obtient donc un réseau multi-résonant qui permet le contrôle simultané de plusieurs modes mécaniques. Expérimentalement, on observe des réductions d'amplitude vibratoire de plus de 20 décibels sur les 5 premiers modes d'une plaque. Ceci démontre le potentiel de la stratégie de contrôle passif en matière d'amortissement multimodal. Abstract : Multimodal damping can be achieved by coupling a mechanical structure to an electrical network exhibiting similar modal properties. Focusing on a plate, an adequate topology for such an electrical analogue is found from a finite difference approximation of the Kirchhoff-Love theory and the use of the direct electromechanical analogy. A setup made of a clamped plate covered with an array of piezoelec-tric patches is built in order to validate the control strategy and the numerical models. The analogous electrical network is implemented with passive components as inductors, transformers and the inherent capacitance of the piezoelectric patches. The effect of the piezoelectric coupling on the dynamics of the clamped plate is significant as it creates the equivalent of a multimodal tuned mass damping. An adequate tuning of the network then yields a broadband vibration reduction. In the end, the use of an analogous electrical network appears as an efficient solution for the multimodal control of a plate. Mots clefs : Amortissement vibratoire, Contrôle passif, Couplage piézoélec-trique, Réseau électrique analogue, Composants magnétiques 23 ème Congrès Français de Mécanique Lille, 28 Août au 1 er Septembre 2017
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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hal-01739716 , version 1 (21-03-2018)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01739716 , version 1

Citer

Boris Lossouarn, Kenneth A. Cunefare, Mathieu Aucejo, Jean-François Deü. Amortissement vibratoire multimodal de plaques par couplage à leurs réseaux piézoélectriques analogues. 23ème Congrès Français de Mécanique, CFM 2017, Aug 2017, Lille, France. ⟨hal-01739716⟩
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