周期和失諧周期雙層加勁板的振動傳播特性分析.pdf

1、由于加勁肋可以提高平板結(jié)構(gòu)的橫向剛度和軸向抗失穩(wěn)能力，周期多跨雙層加勁板結(jié)構(gòu)在土木建筑、橋梁、航空等工程中應(yīng)用廣泛。振動在理想周期結(jié)構(gòu)中傳播會表現(xiàn)出“通帶”和“禁帶”特性。而實際工程結(jié)構(gòu)不可避免地同理想周期結(jié)構(gòu)之間存在一定的偏差，即為失諧。當結(jié)構(gòu)中存在失諧時，即使振動頻率處于理想周期結(jié)構(gòu)的“通帶”內(nèi)，也會產(chǎn)生衰減而不能傳遍整個結(jié)構(gòu)，發(fā)生振動局部化現(xiàn)象。局部化破壞了周期結(jié)構(gòu)模態(tài)的規(guī)則性，在外激勵下會使結(jié)構(gòu)某些部位的響應(yīng)幅值過大，產(chǎn)生能量積

2、聚，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞破壞。因而分析失諧周期結(jié)構(gòu)的振動局部化問題具有重要的理論及現(xiàn)實意義，可以為重要子結(jié)構(gòu)的振動控制和減振設(shè)計提供理論依據(jù)。 本文基于薄板理論，利用傳遞矩陣法研究了跨間無加勁肋和有加勁肋的周期和失諧周期雙層肋板結(jié)構(gòu)的振動傳播問題。計算了局部化因子，并討論了跨長失諧量、加勁肋的抗彎和抗拉剛度等因素對局部化因子的影響。研究結(jié)果表明： 1）周期雙層肋板中的振動傳播存在“通頻”和“禁頻”特性。當跨長失諧時，振動

3、會出現(xiàn)局部化現(xiàn)象，且局部化程度隨失諧量的增加而加強。 2）多耦合時，振動局部化程度隨著跨端加勁肋抗彎剛度的增加在低頻區(qū)域略有增強，高頻區(qū)域略有減弱，但是“通帶”和“禁帶”的范圍變化不大?？缍思觿爬呖估瓌偠鹊脑黾訉⑹咕植炕潭认葴p弱后加強，并趨于穩(wěn)定，當跨端加勁肋抗拉剛度趨于無限大時，最終趨于單耦合的情況。此外，雙層加勁板結(jié)構(gòu)的振動局部化對于加勁肋的抗拉剛度比抗彎剛度更加敏感。 3）跨間加勁肋的抗拉、抗彎剛度對振動處于中頻

4、率段時影響較大，隨著其增大，結(jié)構(gòu)的“禁帶”區(qū)變寬，局部化因子增大。所以，通過合理設(shè)計和調(diào)整跨間加勁肋剛度可以對振動處于中頻率段的結(jié)構(gòu)進行振動控制。 4）跨長取值的大小對雙層加勁板結(jié)構(gòu)的振動局部化現(xiàn)象影響十分顯著。隨著跨長的增大，低頻區(qū)域“禁帶”變窄，“通帶”數(shù)量增加；中高頻區(qū)域“通帶”變窄，“禁帶”數(shù)量增加。而跨長失諧量對結(jié)構(gòu)的振動傳播特性的影響主要體現(xiàn)在第一“禁帶”以后的頻率段。因此，選擇合適的跨長及跨長失諧量可以達到防振減振