垫高层开孔直径对垫高自由阻尼结构减振性能的影响研究

为改善垫高自由阻尼结构的减振性能,降低结构质量,对垫高层进行开孔处理,并与基层和阻尼层黏结,制备带孔垫高自由阻尼悬臂梁。采用动态热机械分析法(DMA)分析了橡胶阻尼层材料和聚氨酯泡沫垫高层材料的动态力学性能,并且运用开孔垫高自由阻尼悬臂梁振动测试与ANSYS有限元模拟相结合的方法,分析垫高层开孔直径对带孔垫高自由阻尼悬臂梁的复合损耗因子、振动响应峰值以及模态频率的影响规律。结果表明:垫高层开孔直径从6 mm升至18 mm的过程中,悬臂梁的复合损耗因子先升高后降低,最高提升了11.8%,振动响应峰值和模态频率先下降后上升,最高分别提升了35.3%、5.09%。其中开孔直径为9 mm的试样减振效果最好,其一阶复合损耗因子为0.05848,振动响应峰值为4.26 m/(s^(2)·N),一阶模态频率为10.7 Hz。

组合参数对频变自由型垫高阻尼结构振动性能的影响

选择分数导数模型来拟合粘弹性材料的频变特性,通过Matlab与Ansys的相互调用,实现频变悬臂自由型垫高阻尼结构的仿真计算。利用模态应变能迭代法,分析附加层组合参数对系统振动特性的影响,讨论附加层厚度、附加层材料参量对前2阶模态频率和模态损耗因子的影响。分析结果表明:附加层厚度对系统阻尼特性的影响包括垫高层的增益以及阻尼层的耗能总量两方面的综合作用,附加层材料参量对系统阻尼特性的影响主要体现在垫高层弹性模量对阻尼层耗能水平的影响,而垫高层密度影响系统的附加质量,进而影响系统的模态频率,对于系统的模态损耗因子的影响很小。