復(fù)合夾層板結(jié)構(gòu)動(dòng)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(dòng)及噪聲危害逐漸被人們認(rèn)識(shí)，要求減振降噪的呼聲日益高漲。作為噪聲及振動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)時(shí)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(dòng)時(shí)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(duì)粘彈性約束阻尼夾層板的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了理論分析和數(shù)值計(jì)算。本文簡(jiǎn)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?jiǎng)恿W(xué)方程，然后分別給出了時(shí)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?jiǎng)恿W(xué)方程并簡(jiǎn)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(jì)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(shí)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(shí)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(jì)算方法并考慮粘彈性材料的時(shí)溫特性，但在某一頻率下，粘彈性材料的耗能模量與儲(chǔ)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(duì)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(shí)用性和較高的準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞:粘彈性?shī)A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