Finite Element Modeling of a Slewing Non-linear Flexible Beam for Active Vibration Control with Arrays of Sensors and Actuators
Notice bibliographique
Résumé
In this article, a new finite element model (FEM) of an Euler—Bernoulli beam, developed through an absolute nodal coordinate formulation (ANCF), is presented for simulation and analysis of the performance of surface-bonded piezoelectric actuators in suppressing non-linear transverse vibrations that are induced by very fast slewing. The elastic deformations experienced are an order of magnitude larger than cases considered to date, and the model employs a unique cubic spline approximation to the beam’s deformed elastic line that is in terms of node positions and curvatures. To ensure relevant commentary on the vibration suppression properties of the distributed piezoelectric actuators, a material damping model was introduced in the continuum equations to capture the non-linear damping of the very slender beam that is observed in experiments. Following the ANCF methodology, the constitutive damping moment is formulated in terms of the absolute nodal coordinates with care taken to ensure the calculation is singularity free. Galerkin’s method of weighted residuals is applied to discretize the revised equations of motion derived for the beam continuum. The FE beam model exploits a synergy between the twisted spline geometry and the lumped mass approximation to halve the size of the matrix equations that must be solved on each time step. However, this condensation of the matrix equations requires the use of interelement boundaries at the edges of the surface-bonded piezos. Using a single-link flexible manipulator as an example, a number of static and dynamic simulation examples that illustrate the validity of our FEM are presented, including comparisons to theoretical and other existing numerical solutions in literature. In addition, active vibration control examples are presented using proportional- and derivative-based hub motion and piezoelectric actuator controls in suppressing dramatic vibrations induced by fast slewing.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».