Вынужденные колебания и виброразогрев податливой на сдвиг термовязкоупругой цилиндрической оболочки с пьезоэлектрическими актуаторами и сенсорами

Abstract

В данной статье в рамках уточненной теории оболочек С.П. Тимошенко решается задача о вынужденных резонансных колебаниях и диссипативном разогреве моногармонически нагруженной шарнирно закрепленной цилиндрической оболочки из пассивного (без пьезоэффекта) термовязкоупругого материала и ее демпфирование пьезоэлектрическими сенсором и актуатором. Исследуется влияние температурной зависимости пассивного и пьезоактивного материалов и учета деформации поперечного сдвига на динамические характеристики оболочки и электрические показатели сенсора при вынужденных осесимметричных колебаниях. Рассмотрена возможность деградации системы при достижении температуры виброразогрева критических значений.

Надано постановку задачі про вимушені резонансні коливання і дисипативний розігрів шарнірно опертої гнучкої в'язкопружної балки з п'єзоелектричними сенсором і актуатором за врахування деформації поперечного зсуву. Досліджено вплив геометричної нелінійності, деформації поперечного зсуву та умов теплообміну на амплітудно- і температурно-частотні характеристики вимушених коливань балки, теплове руйнування системи та можливість активного демпфування згинної моди коливань за допомогою п'єзоелектричних актуатора і сенсора.

A problem on the forced resonant vibrations and dissipative heating of the hingedly fixed thermoviscoelastic cylindrical shell with piezoelectric actuators and sensors is stated. The in-plane shear strain and temperature dependence of the electomechanical characteristics of the material are taken into account. The influence of temperature dependence, in-plane shear strain, and heat exchange conditions on the surfaces on amplitude and temperature frequency characteristics of the forced vibration of the shell on the thermal failure of the system as well as the possibility of the active damping of the flexural vibration mode using the piezoactuators and sensors are studied.