鋁蜂窩夾層板耦合損耗因子研究.pdf

1、統(tǒng)計能量分析（SEA）是解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)高頻動力學(xué)問題的十分有效的方法，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。在工程實踐中成功應(yīng)用統(tǒng)計能量分析的關(guān)鍵是準確地預(yù)測復(fù)雜結(jié)構(gòu)的SEA參數(shù)。鋁蜂窩夾層板因具有極高的剛質(zhì)比和抗失穩(wěn)性而被廣泛用作航天器的主體承力結(jié)構(gòu)，然而，鋁蜂窩夾層板為復(fù)雜的各向異性結(jié)構(gòu)，準確簡便地估計出子系統(tǒng)間的耦合損耗因子十分困難。針對這一問題，論文在研究統(tǒng)計能量分析模態(tài)法理論和對偶模態(tài)方程的基礎(chǔ)上，提出了一種估算鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)間耦合損耗因子的

2、新方法。具體研究內(nèi)容包括：
　　對統(tǒng)計能量分析的基本原理、前提假設(shè)以及適用范圍進行了系統(tǒng)的分析，討論了SEA參數(shù)理論辨識方法與實驗辨識方法——功率輸入法。在此基礎(chǔ)上，由二子系統(tǒng)功率流平衡方程出發(fā)，應(yīng)用對偶模態(tài)方程推導(dǎo)出一個利用邊界振動模態(tài)直接計算模態(tài)耦合系數(shù)的公式，并進行離散化處理，提出了利用蜂窩夾層結(jié)構(gòu)耦合邊界節(jié)點的應(yīng)力和模態(tài)振型直接估算耦合損耗因子的方法。
　　對基于對偶模態(tài)法的鋁蜂窩夾層板之間的耦合損耗因子方法進行數(shù)值

3、仿真驗證。將對偶模態(tài)法的估算結(jié)果與SEA數(shù)值實驗和VA-one仿真的結(jié)果對比，驗證了對偶模態(tài)法估算鋁蜂窩夾層板之間的耦合損耗因子的正確性。研究表明，該方法步驟簡單，工作量小且具有很好的預(yù)示精度。隨后，研究了厚度比和阻尼等參數(shù)對預(yù)測精度的影響。結(jié)果表明，當(dāng)對不同厚度鋁蜂窩板使用對偶模態(tài)法進行預(yù)示時，均具有較好的精度，對厚度相等的板進行估算時，精度稍有誤差，但不明顯。若阻尼損耗因子相對于耦合損耗因子較小時，阻尼對對偶模態(tài)法的估算結(jié)果影響微弱

4、。再隨后，應(yīng)用該方法對復(fù)雜的鋁蜂窩殼結(jié)構(gòu)進行仿真分析，得到了比較滿意的結(jié)果，為該方法應(yīng)用于實際工程中奠定了基礎(chǔ)。
　　對L型耦合的鋁蜂窩夾層板結(jié)構(gòu)進行振動實驗，實驗驗證了對偶模態(tài)法估算鋁蜂窩夾層板耦合損耗因子的正確性。根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計實驗方案，利用實驗測試的數(shù)據(jù)估算出激振器對實驗試件的輸入功率和振動能量，然后使用功率輸入法辨識實驗試件之間的耦合損耗因子，通過與對偶模態(tài)法估算結(jié)果進行比較分析，結(jié)果趨勢一致，誤差較小，進一步驗證了本文