基于ANSYS的粘弹性地基上粘弹性板的振动特性研究

发布时间：2018-06-05 17:24

  本文选题：粘弹性地基 + 粘弹性板　； 参考：《北京交通大学》2017年硕士论文

【摘要】：粘弹性地基弹性薄板和厚板结构已经在实际工程中得到了非常广泛的应用,事实上很多材料具有粘弹性的性质,在一定条件下可以将粘弹性材料近似处理成弹性材料,求解的结果可以满足工程的需要。但是有些情况下必须利用粘弹性板理论才可以满足实际的精度要求。由于粘弹性厚板动力方程的复杂性以及边界条件难以处理,不能求出粘弹性地基上粘弹性厚板的解析解,相关的理论研究也没有见到。为了解决该问题,本文采用有限元数值方法,利用ANSYS软件分析了粘弹性地基上的粘弹性板的振动特性,讨论了板厚度对结构振动特性的影响。但是由于粘弹性材料是一种率相关材料,ANSYS中采用复阻尼理论求解这类振动问题,因此只能进行谐响应分析,所以本文对粘弹性材料的本构模型进行了处理,从而利用ANSYS实现了对粘弹性结构进行模态分析和瞬态动力分析。第一章,推导了动态模量实验结果的拟合公式,通过对实验结果的拟合得到了粘弹性材料的材料参数。第二章,针对ANSYS不能直接对粘弹性材料进行模态分析和简谐荷载作用下的瞬态动力分析这个问题,提出了将粘弹性结构处理成弹性体加大阻尼形式的解决办法,并给出了相关理论依据。第三章,在ANSYS中建立了三维模型,首先对弹性地基上不同厚度的粘弹性板,粘弹性地基上不同厚度的弹性板以及粘弹性地基上不同厚度粘弹性板分别进行了模态分析,通过对比讨论了板厚度对振动特性的影响;之后讨论了地基与板的模量比对结构振动特性的影响,为工程实践提供了理论依据和参考。第四章,对粘弹性地基上不同厚度的粘弹性板进行了 0～100Hz范围内的谐响应分析,讨论了板厚度对最大动位移和敏感频率的影响;同时进行了正弦荷载作用下的瞬态动力分析,讨论了板厚度对动位移和动应力的影响。第五章,对全文进行了总结。
[Abstract]:Viscoelastic foundation elastic thin plates and thick plate structures have been widely used in practical engineering. In fact, many materials have viscoelastic properties, under certain conditions, viscoelastic materials can be approximately treated as elastic materials. The result of the solution can meet the need of engineering. But in some cases, the theory of viscoelastic plate must be used to meet the actual accuracy requirements. Because of the complexity of the dynamic equation of viscoelastic thick plate and the difficulty of dealing with boundary conditions, the analytical solution of viscoelastic thick plate on viscoelastic foundation can not be obtained. In order to solve this problem, the vibration characteristics of viscoelastic plates on viscoelastic foundation are analyzed by using finite element method and ANSYS software, and the influence of plate thickness on structural vibration characteristics is discussed. However, the viscoelastic material is a rate-dependent material. The complex damping theory is used to solve this kind of vibration problem, so the harmonic response analysis can only be carried out, so the constitutive model of viscoelastic material is dealt with in this paper. Thus, the modal analysis and transient dynamic analysis of viscoelastic structures are realized by using ANSYS. In the first chapter, the fitting formula of the experimental results of dynamic modulus is derived, and the material parameters of viscoelastic materials are obtained by fitting the experimental results. In the second chapter, aiming at the problem that ANSYS can not directly carry out modal analysis and transient dynamic analysis of viscoelastic materials under simple harmonic loads, a solution is proposed to treat viscoelastic structures as elastic bodies and increase damping. The relevant theoretical basis is also given. In chapter 3, a three-dimensional model is established in ANSYS. Firstly, the modal analysis of viscoelastic plate with different thickness on elastic foundation, elastic plate with different thickness on viscoelastic foundation and viscoelastic plate with different thickness on viscoelastic foundation is carried out. The influence of the thickness of the plate on the vibration characteristics is discussed, and the influence of the ratio of the modulus of the foundation to the plate on the vibration characteristics of the structure is discussed, which provides a theoretical basis and a reference for the engineering practice. In chapter 4, the harmonic response of viscoelastic plates with different thickness on viscoelastic foundation is analyzed in the range of 0~100Hz, and the influence of thickness on the maximum dynamic displacement and sensitive frequency is discussed, and the transient dynamic analysis under sinusoidal load is also carried out. The effect of plate thickness on dynamic displacement and stress is discussed. Chapter five summarizes the full text.
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O327

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本文编号：1982826