Modellierung, Simulation und Schwingungsreduktion dünner Schalen mit piezoelektrischen Wandlern

摘要

In the present paper a geometrically nonlinear electromechanically coupled theory for thin shells with piezoelectric transducers is presented Within this theory the shell is modelled as a material surface with mechanical and electrical degrees of freedom A Finite Element impementation completes the first part of the paper. In the second part of the paper the shell theory is verified by a comparison to results computed with the commercially available Finite Element code Abaqus as well as to results from the literature In the third part of the paper the theory is applied to the problem of vibration reduction in thin shells with piezoelectric transducers. Simulation results and experimental results are presented, in which the method of passive shunt damping is used.%In diesem Bertrag wird zuerst eine elektromechanisch gekoppelte Theorie für dünne Schalen mit piezoelektrischen Wandlern im Rah- men einer geometrisch n,chtlinearen Formulierung vorgestellt. Hierbei wird eine Schale als materielle Fläche mit mechaischen und eletrischen Freiheitsgraden modelliert. Eine Finite Elemente ImPlentierung beschließt den ersten Teil der Arbeit. Im zweiten Teil des Beitrags wird die vorgestellte Theorie mit Hilfe von Vergleichsrechnungen mit dem kommerziell erhältlichen Finite Elemente Programm Abaqus sowie mit Ergebnissen aus der Literatur verifiziert, um dann im dritten Teil der Arbeit zur Schwingungsreduktion zur Anwen dung gebracht zu werden. Der vorliegende Beitrag endet mit einer experimentellen Untersuchung der passiven Schwingungsreduktion einer dünnen Schale mit piezoelektrischen Wandlern unter Verwendung der Methode des passiven Shunt Dampings.