PWAS激励Lamb波的谱有限元建模及参数研究

基于谱有限元法发展了一种由压电晶片主动传感器(PWAS)、胶层和主结构组成的三层模型，来模拟PWAS激励结构中Lamb波的传播。首先在各层使用不同的梁理论，推导PWAS-胶层-主结构三层模型的控制方程和力的边界条件，建立谱有限元模型。通过和传统的有限单元法进行比较，表明了在显著提高计算效率的同时，所发展谱有限元模型在分析结构中Lamb波传播上仍具有较高的精度。分析了激励频率、PWAS长度与厚度、胶层厚度等参数变化对输出电压信号的影响，可以为基于PWAS和Lamb波的主动健康监测技术提供参考。