过渡约束阻尼结构振动—阻尼特性分析

发布时间：2020-08-13 01:31

【摘要】：工程机械上常利用被动约束阻尼结构进行减振降噪处理,但由于传统的被动约束阻尼结构在应用中的减振效果中常会受到一定程度的限制,一种减振效果更加优异的过渡约束阻尼结构应运而生。过渡约束阻尼结构是在传统的被动约束阻尼结构的粘弹层和基层之间敷设一层“过渡层”形成的,其基本思想是通过增设过渡层加大粘弹层到结构中性面的距离,在振动时过渡层可以起到类似于“杠杆”的放大作用,增大粘弹层的剪切形变,从而提高整个结构的耗能效果。目前关于过渡约束阻尼结构的动力学模型较少,大多数是通过有限元分析软件构建模型进行仿真分析。这种方法虽然建模简单,适用于各种边界条件,但是由于为了获得更高的精度往往会划分更多的网格,引入更多的自由度导致计算困难,另外对结构振动-阻尼特性的分析以及后续的参数优化也比较困难。因此,构建一种计算精度较高、计算量相对较少、便于优化分析的动力学模型是十分必要的。本文在国家自然基金项目——《管状层间过渡阻尼结构物理—机械参数耦联机理研究》的支持下,通过理论分析、模型构建深入系统地研究了过渡约束阻尼结构的振动-阻尼特性。主要内容如下:1.基于Hamilton原理和虚功方程,建立了过渡约束阻尼梁的有限元动力学模型。通过与已有文献分析结果进行对比,验证了所建模型的有效性和正确性,并进一步证明了过渡层能够大幅提高结构的减振特性的假设。以悬臂过渡约束阻尼梁为例,讨论了过渡层的材料如何选择以及结构-性能参数变化对结构的固有频率和损耗因子的影响。2.基于Rayleigh-Ritz法结合Love壳体理论,采用Schmidt变换构建正交特征多项式函数族作为轴向振型函数,以人工弹簧模拟各种边界条件,构建了各种边界条件下的过渡约束阻尼薄壁圆柱壳动力学模型。研究结果表明,构建的模型具有良好的精度和收敛性。本文讨论了不同边界条件下周向波数对过渡约束阻尼薄壁圆柱壳振动特性的影响,并以两端简支过渡约束阻尼薄壁圆柱壳为例,探讨了过渡层、粘弹层和约束层的弹性模量及其厚度的改变对该结构的固有频率和损耗因子的的变化规律。本文的研究成果可为过渡约束阻尼结构在实际应用中的设计和优化提供理论依据和研究方法,同时也可为各种阻尼结构的研究提供一定的参考。
【学位授予单位】：太原科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH113.1
【图文】：

通常为金属）作为约束层，形成被动约束阻尼结构 粘弹性物组成的，它具有较高的耗能模量，能在相当宽的频带范围层的作用是增大粘弹性层的剪切变形以耗散更多的能量[1] 便，在工程中应用十分广泛 束阻尼结构在实际工程应用中的减振效果常会受到一定程学者提出一些智能约束阻尼结构，其结构阻尼可以随着环境构设计具有一定的智能性 智能约束阻尼结构主要包括磁约nstrained Layer Damping，MCLD) 可控约束阻尼结构[3](C Damping，CCLD)和主动约束阻尼结构[4]（Active Constra等，如图 1.2 所示 MCLD 是在待控结构的支座和约束层体，当结构受迫振动时，永磁体之间的间隙发生变化，产生剪应形变 CCLD 是在被动约束阻尼结构的约束层上局部区器 ACLD 是采用使用磁流片 压电片等可调控的机敏材料

【参考文献】

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本文编号：2791318