基于能量流有限元的耦合結(jié)構(gòu)振動(dòng)傳遞特性分析.pdf

1、能量流有限元法以其適用頻段更廣，能得到結(jié)構(gòu)詳細(xì)振動(dòng)信息等優(yōu)點(diǎn)，成為了目前振動(dòng)控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本論文作為國家自然科學(xué)基金“基于功率流有限元分析的復(fù)雜柔性振動(dòng)體系的智能控制研究”(No.50805088)的組成部分，重點(diǎn)對一維結(jié)構(gòu)能量流理論、耦合結(jié)構(gòu)中能量傳遞關(guān)系以及能量流有限元在復(fù)雜耦合結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用等問題進(jìn)行了探討。本文主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　 將能量流理論推廣到了彈性邊界結(jié)構(gòu)中，建立了彈性邊界條件下梁的能量密度方程，通

2、過改變彈性邊界的彈簧剛度，可以模擬各種邊界條件下的梁，并得到其能量密度方程，有效地統(tǒng)一了基于能量流有限元法的梁結(jié)構(gòu)中邊界條件。
　　 推導(dǎo)了剛性和彈性一維耦合結(jié)構(gòu)中的能量傳遞關(guān)系，并重點(diǎn)對三分支非剛性耦合梁的傳遞系數(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：彈性耦合結(jié)構(gòu)間的能量傳遞系數(shù)與彈簧剛度和激勵(lì)頻率有關(guān)，低剛度高頻率時(shí)結(jié)構(gòu)間能量傳遞系數(shù)小，有利于振動(dòng)的隔離。
　　 推導(dǎo)了復(fù)合框架中的耦合矩陣，建立了復(fù)合框架能量流整體有限元方程，并對結(jié)

3、構(gòu)中各單元能量密度進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。然后，用統(tǒng)計(jì)能量分析軟件AutoSEA2對該框架能量密度和能量流進(jìn)行了分析，通過兩種結(jié)果的對比表明，高頻段能量流有限元法得到的結(jié)果與統(tǒng)計(jì)能量法結(jié)果一致。
　　 對單層柔性隔振系統(tǒng)的能量流特性分別用能量流有限元法(EFFEM)和導(dǎo)納功率流法進(jìn)行了分析。在該隔振系統(tǒng)中，設(shè)備和基礎(chǔ)都是彈性體，用導(dǎo)納功率流法建模的過程中，同時(shí)考慮了設(shè)備和基礎(chǔ)剛體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)納和彈性導(dǎo)納。通過兩種方法得到的結(jié)果進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，兩