噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (1): 104-110.

• 振动理论与数值解法 • 上一篇    下一篇

振荡器驱动方板的有限元模型和克拉尼图形

曹磊磊，陈海峰，常博   

  1. （ 陕西科技大学机电工程学院，西安710021 ）
  • 收稿日期:2022-11-01 修回日期:2023-02-02 出版日期:2024-02-18 发布日期:2024-02-10

Finite Element Models and Chladni Figures of Oscillator-driven Square Plates

  • Received:2022-11-01 Revised:2023-02-02 Online:2024-02-18 Published:2024-02-10

PDF

摘要： 振荡器驱动的方板在稳态振动时所形成的克拉尼图形（驻波节线图形）在噪声源识别和颗粒移动操控等领域得到广泛应用。现有的对方板克拉尼图形的研究多采用实验和近似的理论分析方法。基于参数分析建立振荡器驱动方板的简化有限元模型和适当的边界条件，进而通过固有频率和振型分析，根据振型有效质量的大小预测和再现多组实验中出现的共振频率和克拉尼图形。对薄板在任意驱动频率下的稳态振动，通过振型叠加法快速准确计算出其振幅节线图形，与实验中相同频率下的克拉尼图形几乎相同。振荡器驱动的方板在共振频率下的克拉尼图形可解释为固有频率对应的振型，在非共振频率下的克拉尼图形可以解释为多个振型的叠加。通过建立具有适当边界条件的有限元模型，对振荡器驱动方板的克拉尼图形给出具有明确物理意义解释。

关键词: 振动与波, 振荡器, 方板, 克拉尼图形, 有限元模型, 振型