Вынужденные осесимметричные колебания и разогрев термовязкоупругих цилиндрических оболочек с пьезоактуаторами

Abstract

The coupled problem is solved on forced axisymmetric vibrations and dissipative heating of electrothermoviscoelastic cylindrical shells with piezoceramic actuators under monoharmonic electromechanical loading. The temperature dependence of complex characteristics of passive and piezoactive materials is taken into account. A coupled problem of electrothermomechanics is solved by the step-by-step in time integration with use on each iteration of the method of discrete orthogonalization for integration of equations of mechanics and the explicit scheme of the finite difference method for solving the heat conductivity equations. An effect of conditions of mechanical fastening the shell faces, geometrical sizes of piezoactuator and dissipative heating temperature on active damping of forced vibrations of cylindrical shell and actuator indication is studied for the case of uniform transverse monoharmonic pressure.

Розглянуто зв'язану задачу про вимушені осесиметричні коливання та дисипативний розігрів в'язкопружних циліндричних оболонок з п'єзокерамічними актуаторами при моногармонічному електромеханічному навантаженні. Враховано температурну залежність комплексних характеристик пасивного і п'єзоактивного матеріалів. Зв'зана нелінійна задача електротермомеханіки розв'язується методом крокового за часом інтегрування з використанням на кожній ітерації методу дискретної ортогоналізації для інтегрування рівнянь механіки і явної схеми методу скінченних різниць при розв'язанні рівняння теплопровідності. Досліджено вплив умов механічного закріплення торців оболонки, геометричних розмірів п'єзоактуатора та температури дисипативного розігріву на активне демпфірування вимушених коливань циліндричної оболонки і показник актуатора при дії рівномірного поперечного моногармонічного тиску.