周期和失諧周期正交各向異性肋板結(jié)構(gòu)的振動傳播特性.pdf

1、正交各向異性周期多跨肋板結(jié)構(gòu)在土木建筑、航空航天、機(jī)械制造等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。對于理想周期結(jié)構(gòu)，振動傳播時(shí)會表現(xiàn)出“通帶”和“禁帶”特性。頻率處于“通帶”區(qū)的振動在結(jié)構(gòu)中傳播時(shí)不會發(fā)生衰減，頻率處于“禁帶”區(qū)的振動在結(jié)構(gòu)中傳播時(shí)幅值和能量都會發(fā)生衰減。而實(shí)際工程結(jié)構(gòu)不可避免地存在失諧，對于失諧周期結(jié)構(gòu)，失諧會加強(qiáng)振動傳播的局部化程度，原理想周期結(jié)構(gòu)的“通帶”會變成“禁帶”。
　　 本文以薄板理論為基礎(chǔ)，采用傳遞矩陣法，分析研究了正交

2、各向異性周期單層肋板和周期雙層加勁板結(jié)構(gòu)的振動傳播特性，計(jì)算了結(jié)構(gòu)的局部化因子，并討論了正交各向異性材料參數(shù)、加勁肋抗拉、抗彎剛度、跨長失諧以及加勁肋剛度失諧等因素對結(jié)構(gòu)振動傳播特性的影響。研究表明：
　　 1)在一般情況下，周期單層肋板的振動局部化程度要比周期雙層加勁板的高。
　　 2)板內(nèi)兩個彈性主方向上的抗彎剛度Dx、Dy和抗扭剛度Dk對結(jié)構(gòu)的振動傳播特性有一定的影響。表現(xiàn)為：對于相對抗彎剛度Dyx=Dy/Dx而言

3、，當(dāng)Dyx＜1時(shí)，隨著Dyx的減小，結(jié)構(gòu)低頻“禁帶”區(qū)逐漸變窄，但變動幅度非常??；當(dāng)Dyx＞1時(shí)，隨著Dyx的增大，結(jié)構(gòu)低頻“禁帶”區(qū)逐漸變寬，“通帶”區(qū)逐漸變窄，振動局部化程度逐漸加強(qiáng)。對于相對抗扭剛度Dkx=Dk/Dx而言，隨著Dkx的增大，結(jié)構(gòu)低頻“禁帶”區(qū)逐漸變寬，“通帶”區(qū)逐漸變窄，尤其在Dx＜Dy的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)Dkx＞1時(shí)影響尤為明顯。
　　 3)跨端加勁肋抗拉剛度和抗彎剛度對結(jié)構(gòu)振動傳播特性有很大影響。隨著抗拉剛度的

4、增加，結(jié)構(gòu)振動局部化程度先增強(qiáng)，再減弱，最后趨于穩(wěn)定。隨著抗彎剛度的增加，雙層加勁板低頻區(qū)振動局部化幾乎沒有變化，而單層肋板低頻區(qū)的振動局部化程度先增強(qiáng)，再減弱，最后趨于穩(wěn)定。當(dāng)抗拉剛度趨于無限大時(shí)，最終趨于單耦合的情況。
　　 4)跨長失諧對結(jié)構(gòu)振動傳播特性影響比較明顯，而加勁肋剛度失諧卻幾乎沒有影響。隨著跨長失諧量的增大，原“通帶”區(qū)變?yōu)椤敖麕А眳^(qū)且該區(qū)域振動局部化的程度隨失諧量的增大而增大。所以在工程設(shè)計(jì)中，跨長施工的精度