多层阻尼复合结构振动及声辐射分析
发布时间：2021-06-26 16:35
粘弹性阻尼技术是结构振动与噪声控制的一种重要手段，被广泛应用于现代工业领域。随着实际工程要求的提高和阻尼减振技术的发展，多层阻尼复合结构逐渐受到重视和应用。由于多层阻尼复合结构的特殊性，传统的有限元模型难以准确描述其力学行为，且目前对于多层阻尼复合结构的声振特性缺少系统性的研究。本文以多层阻尼复合结构为研究对象，利用结构有限元和声学边界元方法对阻尼复合结构的振动及声辐射特性进行分析，主要工作包括：（1）针对多层复合结构沿厚度方向材料不连续、各层变形不一致、各层厚薄不均等特点，基于分层理论，在厚度方向上对层合结构位移进行分层线性插值，从而描述结构每一层的位移模式，并采用Timoshenko厚梁理论及广义协调元方法确定单元各层的位移场，提出了一种新型的层合壳单元构造方法。这种层合壳单元能够准确的描述层合结构的力学特性，有效计算厚、薄铺层并存的层合结构各层材料的变形且具有较高的精度，能更加真实的反映层合结构的变形特点。（2）基于这种层合壳单元构建方法，建立了多层阻尼复合结构的频域动力学有限元计算模型并进行了验证。采用析因设计方法对单层及双层阻尼复合材料的振动特性进行分析，研究了各阻尼层材料参...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Timoshenko厚梁单元Timoshenko厚梁完全消除了剪切闭锁现象，将其位移插值函数用以模拟板单元sl
多层阻尼复合结构振动及声辐射分析 剪应变保持常数，且因各层材料不同而互不相等，即位移在厚度布。为小变形且界面处保持位移连续。层间挤压引起的变形，即 0z 。平行于中面的各截面上正应力，即 0z 。本假设及复合材料层合结构的变形特点，建立如图 2.2 所示任意点层合壳单元，单元每节点包含 3 个平动自由度和 2n 个相互独单元的自由度定义为：1 2 3 41 2[ , , , ][ , , , , , , , , ] , 1, 2,3, 4TeTi i i i i i ik inu w i q q q q qq Φ Φ Φ Φ节点 i 的(3+2n)个自由度； [ , ] , 1,2,3,4Tik xik yikΦ i 为节点 i 在转角；ui、vi为节点 i 的面内位移；wi为节点 i 的横向位移；n z ,wy ,vk mid 1k n
xoz 面的变形模式如图 2.3a 所示(yoz 面的变形模式类似)。根据线性叠加原理，可将层合板的变形视为由绕几何中面的弯曲变形(图 2.3b)与平行于中面的面内拉伸变形(图2.3c)两部分叠加而成。a) 层合结构变形 b) 绕几何中面的弯曲变形 c) 平行于中面的拉伸变形图 2.3 层合结构变形模式分解y3Φk mid 12wz ,woy ,vx ,u42311v4w4u4v3w3u3vk midk mid 1k n1u1w2u2vk 1y4Φx3Φy2Φx2Φx1Φy1Φx4Φox ,uz ,wtmidzz mid1z oxΦx ,uz ,wx
【参考文献】：
期刊论文
[1]约束阻尼层合板的稳态响应[J]. 胡明勇,王安稳,章向明. 应用力学学报. 2010(01)
[2]多粘弹性胶膜夹层约束阻尼梁损耗因子分析[J]. 徐超,张醒,李瑞杰,游少雄. 宇航学报. 2009(02)
[3]粘弹阻尼减振在导弹隔冲击结构中的应用[J]. 任怀宇. 宇航学报. 2007(06)
[4]基于Hoff夹层板理论计算约束阻尼结构的结构损耗因子[J]. 郭中泽,罗景润,陈裕泽. 机械强度. 2007(01)
[5]复合材料层合板的热应力分析[J]. 冯跃中,何录武. 兰州大学学报. 2005(06)
[6]多层阻尼复合结构阻尼性能[J]. 杨雪,王源升,朱金华,余红伟. 复合材料学报. 2005(03)
[7]复合夹层结构频率及损耗因子的计算[J]. 任志刚,卢哲安,楼梦麟. 地震工程与工程振动. 2004(02)
[8]声无限元进展[J]. 杨瑞梁,汪鸿振. 机械工程学报. 2003(11)
[9]敷设阻尼材料的双层圆柱壳声辐射性能分析[J]. 陈美霞,骆东平,彭旭,罗斌. 声学学报. 2003(06)
[10]蜂窝锥壳卫星适配器约束阻尼层振动抑制分析[J]. 杜华军,于百胜,郑钢铁,黄文虎. 应用力学学报. 2003(03)
博士论文
[1]夹层结构振动声辐射特性研究[D]. 王海英.大连理工大学 2009
[2]汽车车身薄壁件阻尼复合结构振动—声学分析与优化[D]. 梁新华.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]复合夹层板结构的声辐射特性及降噪优化[D]. 龚静.武汉理工大学 2007
[2]水下加肋壳体振动与声辐射特性研究[D]. 郝承智.西北工业大学 2006
本文编号：3251685
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Timoshenko厚梁单元Timoshenko厚梁完全消除了剪切闭锁现象，将其位移插值函数用以模拟板单元sl
多层阻尼复合结构振动及声辐射分析 剪应变保持常数，且因各层材料不同而互不相等，即位移在厚度布。为小变形且界面处保持位移连续。层间挤压引起的变形，即 0z 。平行于中面的各截面上正应力，即 0z 。本假设及复合材料层合结构的变形特点，建立如图 2.2 所示任意点层合壳单元，单元每节点包含 3 个平动自由度和 2n 个相互独单元的自由度定义为：1 2 3 41 2[ , , , ][ , , , , , , , , ] , 1, 2,3, 4TeTi i i i i i ik inu w i q q q q qq Φ Φ Φ Φ节点 i 的(3+2n)个自由度； [ , ] , 1,2,3,4Tik xik yikΦ i 为节点 i 在转角；ui、vi为节点 i 的面内位移；wi为节点 i 的横向位移；n z ,wy ,vk mid 1k n
xoz 面的变形模式如图 2.3a 所示(yoz 面的变形模式类似)。根据线性叠加原理，可将层合板的变形视为由绕几何中面的弯曲变形(图 2.3b)与平行于中面的面内拉伸变形(图2.3c)两部分叠加而成。a) 层合结构变形 b) 绕几何中面的弯曲变形 c) 平行于中面的拉伸变形图 2.3 层合结构变形模式分解y3Φk mid 12wz ,woy ,vx ,u42311v4w4u4v3w3u3vk midk mid 1k n1u1w2u2vk 1y4Φx3Φy2Φx2Φx1Φy1Φx4Φox ,uz ,wtmidzz mid1z oxΦx ,uz ,wx
【参考文献】：
期刊论文
[1]约束阻尼层合板的稳态响应[J]. 胡明勇,王安稳,章向明. 应用力学学报. 2010(01)
[2]多粘弹性胶膜夹层约束阻尼梁损耗因子分析[J]. 徐超,张醒,李瑞杰,游少雄. 宇航学报. 2009(02)
[3]粘弹阻尼减振在导弹隔冲击结构中的应用[J]. 任怀宇. 宇航学报. 2007(06)
[4]基于Hoff夹层板理论计算约束阻尼结构的结构损耗因子[J]. 郭中泽,罗景润,陈裕泽. 机械强度. 2007(01)
[5]复合材料层合板的热应力分析[J]. 冯跃中,何录武. 兰州大学学报. 2005(06)
[6]多层阻尼复合结构阻尼性能[J]. 杨雪,王源升,朱金华,余红伟. 复合材料学报. 2005(03)
[7]复合夹层结构频率及损耗因子的计算[J]. 任志刚,卢哲安,楼梦麟. 地震工程与工程振动. 2004(02)
[8]声无限元进展[J]. 杨瑞梁,汪鸿振. 机械工程学报. 2003(11)
[9]敷设阻尼材料的双层圆柱壳声辐射性能分析[J]. 陈美霞,骆东平,彭旭,罗斌. 声学学报. 2003(06)
[10]蜂窝锥壳卫星适配器约束阻尼层振动抑制分析[J]. 杜华军,于百胜,郑钢铁,黄文虎. 应用力学学报. 2003(03)
博士论文
[1]夹层结构振动声辐射特性研究[D]. 王海英.大连理工大学 2009
[2]汽车车身薄壁件阻尼复合结构振动—声学分析与优化[D]. 梁新华.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]复合夹层板结构的声辐射特性及降噪优化[D]. 龚静.武汉理工大学 2007
[2]水下加肋壳体振动与声辐射特性研究[D]. 郝承智.西北工业大学 2006
本文编号：3251685
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