板类复合阻尼结构建模及减振应用研究
发布时间：2020-11-18 15:07
随着人们对减振降噪的要求越来越高,材料的阻尼性能也逐渐地成为一个重要的评价标准,探索新的具有更高性能的阻尼材料也成为一种趋势。对复合阻尼结构应用过程中,准确的预估其阻尼特性,是一直以来阻碍复合阻尼结构应用的主要难题。本文基于一阶剪切变形理论推导了多层复合阻尼结构的振动微分方程,并基于改进傅里叶级数法提出一种收敛速度快且适用于工程应用的算法。利用本文提出的方法对基材厚度、阻尼层厚度和约束层厚度对复合阻尼结构阻尼特性的影响进行计算,得到影响规律。并对现有结构阻尼实验方法进行研究,通过实验比较选出适用于本文研究的试验方案进行复合阻尼结构阻尼性能的相关试验,验证仿真结果的准确性,结合工程需求,完成阻尼结构设计。针对实际工程应用中,约束结构不便于连续一体,提出了约束层等效模量偏移系数对约束层的实际约束效果进行拟合,得到不连续约束条件下的结构阻尼特性。基于研究所得结果,对模拟舱室壁板进行了相关的减振仿真和实验,验证了所设计的约束阻尼结构在减振方面的有效性,通过对比多种激励下实验和仿真的响应数据,表明本文所提预测方法准确性。针对柴油发电机舱室,对所设计的复合阻尼结构与常见的多种复合阻尼结构进行了减振效果的预测,通过对比阻尼处理前后的振级落差,证实了本文所设计的复合阻尼结构在满足重量和尺寸前提条件下,性能优于其他所选复合阻尼结构。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U668;U661
【部分图文】：
α α1 1( , , ) ( )1 /u BR AB B Rβ βν ωα β ξξ α β = + ++ ， ( , , )ξωε α β ξξ = (1 / )(1 / )( , , ) [ ] [ (1 / ) (1 / ) (1 / ) (1 / )A R uB RB R A R A R B Rβαβ α α βξ ξνα β ξξ β ξ ξ α ξ+ + = ++ + + +1( , , ) (1 / ) [ ](1 / ) (1 / )uA RA R A R αα αωα β ξ ξξ α ξ ξ = + ++ +1( , , ) (1 / ) [ ](1 / ) (1 / )B RB R B R ββ βω να β ξ ξξ β ξ ξ = + ++ +中，αε 、βε 、ξε 分别代表∝、β、 ξ 方向的主应变；αβγ 、αξγ 、βξγ ，w 分别为∝、β、ξ 方向的振动位移；Rα和Rβ代表结构在∝、β 方A 和 B 为 Lamé 常数，与结构的主曲率半径及主坐标系选择有关。
图 2.2 半功率带宽法计算示意图过扫频测定各个频率下的频幅曲线，然后根据振动系统的频幅曲线来确尼损耗因子 η，即：η=2 10ω ωω 中0ω ——固有频率。1ω 、ω 2——在共振振幅的1/ 2 处0ω 两边的频率值。22Im( )Re( )ωηω= 式，可以计算出2Im(ω )单一自支撑材料的悬臂梁结构，考虑剪切变形与转动惯量的影响，可以铁木辛柯梁，根据振动微分方程可得解析解：4 211 12iEI i I E iA l A G lπ πωρ γ = +
图 2.3 试制样条实物图切变形理论计算不同厚度基材的复合阻尼结构损耗因子0 2 4 6 8 10 12 14 16 180.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.0180.02基 基 基 基损损1mm阻 阻2mm阻 阻3mm阻 阻4mm阻 阻5mm阻 阻6mm阻 阻图 2.4 自由阻尼结构损耗因子随基材厚度变化构下，二阶模态损耗因子随基材变化规律如图所示。从 6mm 阻尼材料的损耗因子随着基材由 1mm 变化到 18m 和 2mm 阻尼材料，因为与基材厚度差较大，结构主要表还未达到最佳基材厚度。3mm、4mm 和 5mm 阻尼材料
【参考文献】
本文编号：2888853
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U668;U661
【部分图文】：
α α1 1( , , ) ( )1 /u BR AB B Rβ βν ωα β ξξ α β = + ++ ， ( , , )ξωε α β ξξ = (1 / )(1 / )( , , ) [ ] [ (1 / ) (1 / ) (1 / ) (1 / )A R uB RB R A R A R B Rβαβ α α βξ ξνα β ξξ β ξ ξ α ξ+ + = ++ + + +1( , , ) (1 / ) [ ](1 / ) (1 / )uA RA R A R αα αωα β ξ ξξ α ξ ξ = + ++ +1( , , ) (1 / ) [ ](1 / ) (1 / )B RB R B R ββ βω να β ξ ξξ β ξ ξ = + ++ +中，αε 、βε 、ξε 分别代表∝、β、 ξ 方向的主应变；αβγ 、αξγ 、βξγ ，w 分别为∝、β、ξ 方向的振动位移；Rα和Rβ代表结构在∝、β 方A 和 B 为 Lamé 常数，与结构的主曲率半径及主坐标系选择有关。
图 2.2 半功率带宽法计算示意图过扫频测定各个频率下的频幅曲线，然后根据振动系统的频幅曲线来确尼损耗因子 η，即：η=2 10ω ωω 中0ω ——固有频率。1ω 、ω 2——在共振振幅的1/ 2 处0ω 两边的频率值。22Im( )Re( )ωηω= 式，可以计算出2Im(ω )单一自支撑材料的悬臂梁结构，考虑剪切变形与转动惯量的影响，可以铁木辛柯梁，根据振动微分方程可得解析解：4 211 12iEI i I E iA l A G lπ πωρ γ = +
图 2.3 试制样条实物图切变形理论计算不同厚度基材的复合阻尼结构损耗因子0 2 4 6 8 10 12 14 16 180.0020.0040.0060.0080.010.0120.0140.0160.0180.02基 基 基 基损损1mm阻 阻2mm阻 阻3mm阻 阻4mm阻 阻5mm阻 阻6mm阻 阻图 2.4 自由阻尼结构损耗因子随基材厚度变化构下，二阶模态损耗因子随基材变化规律如图所示。从 6mm 阻尼材料的损耗因子随着基材由 1mm 变化到 18m 和 2mm 阻尼材料，因为与基材厚度差较大，结构主要表还未达到最佳基材厚度。3mm、4mm 和 5mm 阻尼材料
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 严一峰;王贤宙;吴睿;;粘弹性阻尼材料减振技术在雷达结构中的应用[J];现代雷达;2013年05期
2 周云;吴从晓;邓雪松;;铅粘弹性阻尼器的开发、研究与应用[J];工程力学;2009年S2期
3 郑玲;谢熔炉;王宜;李以农;;主动约束层阻尼梁有限元建模与动态特性研究[J];动力学与控制学报;2009年01期
4 任怀宇;;粘弹阻尼减振在导弹隔冲击结构中的应用[J];宇航学报;2007年06期
5 王朝杰;盛美萍;赵颖坤;;夹层阻尼结构抑振特性研究[J];机械设计与制造;2006年07期
6 杨雪,王源升,朱金华,余红伟;多层阻尼复合结构阻尼性能[J];复合材料学报;2005年03期
7 高淑华,赵阳,李淑娟,唐国安;粘弹性结构动力学分析的等效粘性阻尼算法[J];振动与冲击;2005年01期
8 王术新,姜哲;振动结构功率流的研究现状及进展[J];现代制造工程;2004年08期
9 刘宏昭,原大宁,李冬平,张忠明;结构阻尼时域本构模型及其应用[J];计算力学学报;2004年03期
10 冉志,张天舒,方同;弹性-粘弹性复合结构随机响应的各阶谱矩的计算方法[J];振动工程学报;2003年03期
相关博士学位论文 前1条
1 林松;复杂条件下粘弹阻尼材料本构关系研究及阻尼结构的优化设计[D];西南交通大学;2007年
相关硕士学位论文 前1条
1 刘超;粘弹阻尼材料及其阻尼结构动态力学性能研究[D];青岛理工大学;2012年
本文编号：2888853
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/2888853.html
