受压电活性球形气球小振幅自由振动的静电可调性
软凝聚态物质
2021-07-26 v1 应用物理
摘要
设计可调谐振器在主动/自适应发声、噪声控制、隔振和阻尼方面具有实际重要性。在本文中，我们提出利用偏置场（由内压和径向电压产生）来调节厚壁软电活性（SEA）球形气球的三维小振幅自由振动。不可压缩各向同性 SEA 气球由 neo-Hookean 和 Gent 理想介电模型表征。在非均匀偏置场下控制小振幅振动的方程可以线性化，并在球坐标系中使用状态空间法求解，该方法建立了两个独立的传递关系，将 SEA 气球内表面与外表面的状态矢量关联起来。通过施加力学和电学边界条件，导出了两个独立的解析频率方程，分别表征扭转模态和球面模态的两类独立振动。最后进行了数值算例，以验证理论推导并研究径向电压和内压对 SEA 气球共振频率的影响。所报道的解析解是真正且完全三维的，涵盖从纯径向呼吸模态到扭转模态再到任意一般球面模态，因此为纳入 SEA 球形气球作为调谐元件的可调谐振器件的振动特性提供了更准确的预测。
引用
@article{arxiv.2107.11118,
title = {Electrostatically tunable small-amplitude free vibrations of pressurized electro-active spherical balloons},
author = {Renwei Mao and Bin Wu and Erasmo Carrera and Weiqiu Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.11118},
year = {2021}
}