组合结构高频振动功率传递特性研究

发布时间：2020-06-28 17:40

【摘要】：高频振动在工程中的影响越来越重要,它不但会加速结构损耗还可能损害相关工作人员的身体健康,因此人们越来越重视结构的高频问题。统计能量法被广泛应用于航空航天和交通运输领域的设计中,用来预示结构在工作中的高频振动响应,其中耦合损耗因子作为提高计算精度的核心参数一直是声振耦合分析中的关注热点。工程中很多复杂结构都由诸如梁、板类基本单元组合而成,本文针对组合结构间的耦合损耗因子问题开展一系列研究。首先基于波动理论分析了耦合梁结构的传递特性随着连接角度和截面尺寸的变化;接着计算了考虑轴向力和温度影响下梁结构间的耦合损耗因子;最后研究了复合材料层合板和各向同性梁耦合结构间的功率流动。具体内容如下:1.点阻抗法计算不同耦合形式下梁结构间的传递特性同时考虑点耦合情况下连接处的波型转换和耦合变形的影响,使用点阻抗法计算了耦合梁结构间的传递特性。以经典'T'型梁结构为例计算了结构间的传递系数和耦合损耗因子;接着分析了耦合角度、梁高和激励频率对二叉梁结构间耦合损耗因子的影响。2.轴向力和温度对梁结构间耦合损耗因子的影响基于点阻抗法,首先考虑轴向力对梁振动方程的影响,推导出梁结构受轴向载荷作用下的弯曲波数表达式;接着分析了双梁耦合模型中的耦合损耗因子随轴向力大小、截面形状的变化趋势。最后,研究了由于温度改变引起的材料参数变化和因边界约束变形造成的轴向热应力对'一'字梁结构间传递特性的影响。3.分析了复合材料层合板-各向同性梁结构间的功率流动针对复合材料层合板与各向同性梁的耦合系统,从结构的运动控制方程出发给出了层合板波数与方位角和频率的关系;通过弯曲波传递理论,对组合结构,梁-层合板间的耦合损耗因子进行了计算并与VA ONE软件结果对比验证,为工程中的设计提供了指导。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O327
【图文】：

第１章绪论逦逡逑第１章绪论逡逑．１研究背景逡逑近年来随着我国科技实力发展，在多个精尖领域都有了创新性的突破，例如逡逑１８年完成首飞的Ｃ９１９大型客机、拥有完全自主产权的复兴号动车组和海军运逡逑高速船等标志性产品。在工业设计阶段，人们越来越重视结构的轻量化和减振逡逑噪问题［１］，因此需要对结构间的传递特性进行深入研宄分析以便于更好的控制逡逑械产品自身的振动响应。逡逑

逦１０４逡逑频率（Ｈｚ）逡逑图２．４面外弯曲波入射时的传递系数逡逑／？＂Ｎ逡逑ｔｉｒ－２0邋■逡逑ｄ逡逑0逦0逦９￣0—0－＾４＞ｅ0ｄｅＧＱｇｇ0ＢＢ８ａＢｍＢＢＨＨＢＨＨａ？逡逑－３０邋■逦逦逡逑？ｂｂ邋＾邋＿ｂｔ逦？ｂｂ邋？ｂｔ逡逑——．”１２逦”１２丨逡逑－４０邋逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦逡逑１０２邋１０３邋］0４逡逑频率（Ｈｚ）逡逑图２．５面外弯曲波入射时的耦合损耗因子逡逑图２．４和图２．５分别表示当面外弯曲波入射时，结构间传递系数和耦合损耗逡逑因子（ＣＬＦ）随频率变化的曲线图（耦合损耗因子的ｄＢ参考值为１）。从图中可逡逑以看出，面外弯曲波在连接处有很强的传递性，大多数的功率都透射到其他两根逡逑梁中，尤其是与激励梁１处于同一条直线上的梁３中；小部分功率反射回激励梁逡逑１中的弯曲波场内。透射系数的最大值达到了邋０．８，意味着激励产生的功率８０％逡逑都透射到了梁３的弯曲波场中。此外，随着频率升高，传递到其他两根梁内扭转逡逑波场的功率占比逐渐增加。逡逑１３逡逑

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本文编号：2733277