应用案例

　　实验名称：基于力电耦合超材料的圆柱壳类弹性波频率调制研究

　　研究方向：振动与噪声控制

　　实验内容：在圆柱壳上利用“单传感-双驱动”的主动控制方式实现圆柱壳结构中弹性波的频率调制。首先衍推圆柱壳结构中的弹性波调控理论，设计力电耦合超材料单元并推导具有时变特性的传递函数。其次，在轴向圆柱壳结构模型中运用仿真技术分析该超材料单元在瞬态研究下弹性波的频率调制功能。最后制作轴向圆柱壳力电耦合超材料单元的实验分析试样，通过收集弹性波的频域数据用以验证频率的调制功能。

　　测试设备：ATA-2042高压放大器、信号发生器、示波器、加速度传感器等。

　　实验过程：首先信号发生器产生脉冲信号作为外部振动来源。当压电片传感器检测到弹性波信号后传输至数字前馈控制电路中由传递函数进行计算处理，计算所得结果通过高压放大器将等大反向的时变电压作用在超材料单元的压电片驱动器。以此完成对透射的弹性波进行频率调制。

　　测试结果：在基于力电耦合特性的基础上通过采用“单传感-双驱动”的主动控制方式设计了一种适用于圆柱壳类结构中进行弹性波频率调制的超材料单元，可对7kHz-12kHz范围内的入射波根据需求实现目标透射频率的转换功能。

　　功率放大器推荐：ATA-2042高压放大器

　　图：ATA-2042高压放大器指标参数

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