粘弹性夹层板在船尾结构的减振应用研究

发布时间：2017-07-25 15:13

  本文关键词：粘弹性夹层板在船尾结构的减振应用研究

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【摘要】：伴随着工业地快速发展,工程振动问题日益突出,结构的振动控制已经成为科研工作者研究的重点。粘弹性阻尼材料凭借其优良的阻尼性能已经作为一种重要的减振手段在工程上获得了广泛的应用,在其中的船舶振动控制领域,粘弹性材料也开始发挥越来越大的减振作用。对粘弹性材料的阻尼性能研究已经上升到重要的位置,近年来取得了快速的发展。 粘弹性夹层板结构是粘弹性材料一种主要的应用形式,可以通过阻尼层的剪切变形将机械能转化为热能来降低结构的振动。本文以粘弹性夹层板为研究对象,借助大型有限元分析软件ANSYS对粘弹性夹层板的动力学特性进行了数值计算,并在此基础上分析了粘弹性夹层板在船舶尾部结构的减振效果。 本文介绍了粘弹性夹层板的国内外研究现状,简要阐述了粘弹性材料的基本特性、耗能本质、数学模型、主要的性能指标以及影响阻尼性能的因素。介绍了粘弹性夹层板的有限元动力学公式以及几种常用的计算方法。在满足一定精度的前提下,本文中将粘弹性材料的模量取为常数,没有考虑模量的时温特性,避免了巨大的计算量,更适合工程上的使用。 本文应用模态应变能法对粘弹性夹层板的振动性能进行了分析研究,得到了粘弹性夹层板的固有频率和损耗因子。分别探讨了阻尼层厚度、弹性模量、密度以及约束层厚度和板尺寸对粘弹性夹层板固有频率和损耗因子的影响,得到了一些有价值的结论。对阻尼处理前后板振动响应值进行了计算对比,结果表明粘弹性夹层板具有良好的减振效果。 建立了某船船尾的有限元模型,在螺旋桨上方船体外板安装了粘弹性夹层板,计算了艉封板和上甲板测点在安装夹层板前后的响应值,对粘弹性夹层板在船舶尾部结构的减振应用做了定性分析。结果表明粘弹性夹层板有一定的减振效果。
【关键词】：粘弹性夹层板 船尾结构 ANSYS 损耗因子 模态应变能法
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U661.44
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题的研究背景9-11
• 1.2 国内外的研究概况11-13
• 1.3 论文主要研究工作13-15
• 2 粘弹性材料的物理特性15-29
• 2.1 阻尼的基本性质15-19
• 2.1.1 金属材料阻尼产生机理15-16
• 2.1.2 粘弹材料的耗能机理16
• 2.1.3 粘弹材料的动力学特性16-19
• 2.2 粘弹性材料的数学模型19-22
• 2.2.1 Kelvin模型和Maxwell模型19-20
• 2.2.2 工程常用数学模型20-22
• 2.3 粘弹性材料性能的影响因素22-25
• 2.3.1 温度的影响22-23
• 2.3.2 频率的影响23-24
• 2.3.3 温频等效原理24-25
• 2.4 粘弹性阻尼对整体结构的影响25-26
• 2.5 粘弹性阻尼处理方式26-28
• 2.6 本章小结28-29
• 3 复合结构的动力学有限元分析29-35
• 3.1 粘弹性结构动力学有限元分析29-31
• 3.2 弹性—粘弹性复合结构动力学有限元分析31-32
• 3.3 复合结构损耗因子的有限元算法32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 4 粘弹性夹层板振动特性分析35-54
• 4.1 ANSYS分析理论35-36
• 4.1.1 ANSYS模态分析理论35-36
• 4.1.2 ANSYS谐响应分析理论36
• 4.2 粘弹性夹层板算例及分析36-52
• 4.2.1 计算方法的精确度37-40
• 4.2.2 粘弹性夹层板频率和损耗因子影响因素分析40-51
• 4.2.3 粘弹性夹层板的谐响应分析51-52
• 4.3 本章小结52-54
• 5 船尾结构响应计算54-64
• 5.1 船尾结构有限元建模54-57
• 5.1.1 模型坐标系54
• 5.1.2 单元属性和材料参数54
• 5.1.3 实体建模54-55
• 5.1.4 附连水质量55-57
• 5.2 船尾结构模态分析57-60
• 5.3 粘弹性夹层板的加装60-61
• 5.4 船尾结构谐响应计算61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 6 全文总结与展望64-66
• 6.1 全文总结64
• 6.2 全文展望64-66
• 参考文献66-68
• 致谢68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 万松林;;粘弹性高温阻尼材料研究进展[J];材料开发与应用;2012年03期

2 任志刚,卢哲安,楼梦麟;复合夹层结构频率及损耗因子的计算[J];地震工程与工程振动;2004年02期

3 索志强;郭日修;;船舶尾部结构振动计算[J];海军工程学院学报;1992年04期

4 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

5 刘天雄,华宏星,陈兆能,朱继梅;约束层阻尼板的有限元建模研究[J];机械工程学报;2002年04期

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本文编号：571921