Control of large amplitude vibration of FGM under combined thermal and random acoustic load using modal finite element

Abstract

[ES] Este trabajo presenta un enfoque de análisis para investigar la respuesta dinámica aleatoria no lineal de una placa FGM sometida a simultáneamente a altas cargas acústicas y térmicas. La formulación teórica se basa en la teoría clásica de la placa delgada con la no linealidad geométrica en el sentido de von Karman. Por el método de Garlekin, las ecuaciones de movimiento se derivan para tener una mejor comprensión del caso de estudio. Esa formulación será reescrita de una manera de formulación de elementos finitos, obteniendo un conjunto de ecuaciones no lineales acopladas en coordenadas modales truncadas a partir de las ecuaciones no lineales de movimiento en grados físicos de libertad. La integración numérica se utiliza para obtener la respuesta del panel al ruido blanco de banda limitada gaussiano simulado. Este estudio presentará también el control activo de la vibración no lineal de la placa de material FGM integrada con sensores piezoeléctricos y actuadores. Los materiales piezoeléctricos están unidos simétricamente a las superficies superior e inferior de la placa. La técnica de control empleada será un control de retroalimentación de velocidad donde la presión externa se considera un proceso aleatorio gaussiano estacionario. Se compararán los resultados obtenidos para cada sección con las soluciones existentes para evaluar su precisión.

[EN] This paper presents an analysis approach to investigate the nonlinear random dynamic response of functionally graded plate subjected simultaneously to high acoustic loads and thermal loads. The theoretical formulation is based on the classical thin plate theory with the geometrical nonlinearity in von Karman sense. By Garlekin¿s method, the equations of motion are derived in order to have a better understanding of the case of study. That formulation will be rewritten in a finite element formulation way, obtaining a set of coupled nonlinear equations in truncated modal coordinates from the nonlinear equations of motion in physical degrees of freedom. Numerical integration is used to get the panel response to simulated Gaussian band-limited white noise. This study will present too the active control of the nonlinear vibration of the FGM material plate integrated with piezoelectric sensors and actuators. The piezoelectric materials are symmetrically bonded to top and bottom surfaces of the plate. The control technique employed will be a velocity feedback control where the external pressure is considered as stationary Gaussian random process. The results obtained for each section will be compared with existing solutions to asses their accuracy.