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Conference papers

Passive realization of a nonlinear piezoelectric tuned vibration absorber with a saturable inductor

Abstract : Un shunt piézoélectrique résonant se compose d'un élément piézoélectrique auquel sont connectées une inductance et une résistance. Le choix de la valeur d'inductance permet de régler la fréquence de résonance du circuit électrique sur celle de la structure à contrôler de façon à optimiser la réduction d'amplitude vibratoire. Cependant, d'éventuelles non-linéarités mécaniques peuvent introduire un désaccordage diminuant considérablement les performances d'amortissement de ce type de shunt résonnant linéaire. Afin de compenser cet effet, une solution consiste à introduire dans le circuit électrique une non-linéarité du même type que celle du système primaire. Il a tout d'abord été proposé de mettre en œuvre ce principe de similarité par utilisation d'une capacité non-linéaire. Comme démontré numériquement, un effet similaire peut être obtenu avec une inductance dont la valeur équivalente varie avec l'amplitude du courant électrique. En se basant sur cette solution technique, l'objectif principal du travail proposé est de développer un absorbeur piézoélectrique qui atténue la résonance d'un système dynamique non-linéaire, et ceci de façon totalement passive. Le dispositif expérimental considéré est constituée d'une poutre encastrée-libre faisant apparaitre une non-linéarité de type cubique due à une fine lamelle située à l'extrémité libre de la poutre. La structure est recouverte d'un ensemble de patchs piézoélectriques qui sont connectés à une inductance passive réalisée avec un circuit magnétique en matériau ferrite. La saturation du matériau magnétique est exploitée de façon à introduire une non-linéarité cubique dans le circuit électrique. L'inductance variable, qui dépend de l'amplitude du courant électrique traversant le shunt, génère un réglage autonome de la fréquence de résonance électrique, ce qui compense la non-linéarité mécanique. Dans les régimes investigués, sans même nécessiter ni contrôleur ni alimentation électrique, le shunt résonant non-linéaire proposé s'avère être toujours plus performant que le shunt linéaire en matière d'amortissement vibratoire d'une structure non-linéaire.
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https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03196456
Contributor : Boris Lossouarn Connect in order to contact the contributor
Submitted on : Monday, April 12, 2021 - 6:46:44 PM
Last modification on : Tuesday, April 27, 2021 - 3:39:42 PM

Identifiers

  • HAL Id : hal-03196456, version 1

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Citation

Boris Lossouarn, Gaëtan Kerschen, Jean-François Deü. Passive realization of a nonlinear piezoelectric tuned vibration absorber with a saturable inductor. Manifestation du GDR DYNOLIN, Oct 2017, Toulouse, France. ⟨hal-03196456⟩

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