復(fù)合夾層板結(jié)構(gòu)動力特性研究.pdf

1、武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著振動及噪聲危害逐漸被人們認(rèn)識，要求減振降噪的呼聲日益高漲。作為噪聲及振動控制的主要方法之一，粘彈性阻尼減振技術(shù)特別適合于寬頻多峰共振響應(yīng)的控制。由于工程結(jié)構(gòu)中廣泛采用粘彈性材料進(jìn)行振動控制，以及近年來大量涌現(xiàn)的具有粘彈性性質(zhì)的新材料，使得研究粘彈性線性復(fù)合結(jié)構(gòu)的動力特性問題上升到重要位置。目前，粘彈性涂層有兩種形式:自由阻尼層與約束阻尼層。自由阻尼層通過粘彈性材料的拉壓變形來耗散結(jié)構(gòu)振動時的機(jī)械能，而約束

2、阻尼層則通過該彈性材料的剪切變形來耗散結(jié)構(gòu)振動時的機(jī)械能。約束阻尼層結(jié)構(gòu)的減振效果優(yōu)于自由阻尼層結(jié)構(gòu)。本文對粘彈性約束阻尼夾層板的動態(tài)特性進(jìn)行了理論分析和數(shù)值計算。本文簡要介紹了粘彈性材料的基本特性，數(shù)學(xué)模型，耗能機(jī)理以及衡量粘彈性材料的性能指標(biāo)。研究了彈性結(jié)構(gòu)有限元動力學(xué)方程，然后分別給出了時域內(nèi)粘彈性結(jié)構(gòu)、彈性一粘彈性復(fù)合結(jié)構(gòu)的有限元動力學(xué)方程并簡單介紹了敷設(shè)粘彈性材料的阻尼處理結(jié)構(gòu)的形式及用于阻尼結(jié)構(gòu)的計算分析的幾種有限元方法，但

3、這些方法中的大多數(shù)都把粘彈性材料的材料特性看成常數(shù)，這與粘彈性材料的時溫特性是不符的，所以得出的結(jié)果也是有較大誤差盡管一些作者考慮了粘彈性材料的時溫特性，但方法較為復(fù)雜，很難應(yīng)用到較為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。本文研究了約束阻尼夾層板固有頻率和損耗因子的一種有限元計算方法并考慮粘彈性材料的時溫特性，但在某一頻率下，粘彈性材料的耗能模量與儲能模量之比即為粘彈性材料在該頻率下的損耗因子，本文考慮了粘彈性材料的這一特性，提出基于大型通用有限元程序ANSYS

4、，采用模態(tài)應(yīng)變能迭代法求解復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)的各階頻率及損耗因子。通過算例，表明該程序能夠滿足一定的精度要求，并通過討論粘彈性材料的邊界條件、厚度、剛度、層數(shù)的變化對結(jié)構(gòu)的頻率和損耗因子的影響，得出了一些有益的結(jié)論，為最佳阻尼的處理提供了一定的依據(jù)。該方法可以方便地應(yīng)用到大型復(fù)雜復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)中去，具有很好的實用性和較高的準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞:粘彈性夾層結(jié)構(gòu)ANSYS模態(tài)應(yīng)變能法損耗因子武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文thenaturalfrequencya

5、ndlossfactorinsandwichplateconsideringthetimetemperaturecharacteristics.Asweknownthevalueoflossfactorofviscoelasticmaterialisequaltotheratioofdissipativemodulusandstoragemodulusatsomefrequency.BasedonANSYSwecangetthenatu

6、ralfrequencyandlossfactorinsandwichstructuresbymodalstrainenergyiterationmethodandthevalidityofthemethodisverified.Howtheviscoelasticmaterialboundaryconditionsthicknessstiffnesslevelnumbertoaffectthenaturalfrequencyandlo

7、ssfactorisdiscussedinthepaperthensomeusefulconclusionsaredrawnfromthemwhichwillgiveengineersaguidelinetochoicetheoptimumdamping.Themethodcanbeusedinlargescaleandcomplexsandwichstructuresanditcangiveanassuranceofpracticab