自由阻尼层结构阻尼材料配置优化的拓扑敏度法

提出阻尼胞单元和阻尼拓扑敏度等概念 ,建立了基于阻尼拓扑敏度综合评价的阻尼材料拓扑优化准则 ,并用于自由阻尼层结构振动控制中阻尼材料的配置优化。建立待控结构阻尼材料布局的拓扑基结构 ,计算各单元的阻尼拓扑敏度。再建立考虑重量目标及结构频响峰值约束的阻尼材料配置拓扑优化模型。根据所提出的阻尼材料拓扑优化准则 ,求解上述配置优化问题 ,确定阈值和各单元拓扑值。并用若干典型结构算例 ,验证所提出方法的正确性 。

粘弹性非约束阻尼层结构的阻尼层厚度与降噪量的关系

本文导出了粘弹性非约束阻尼层结构的阻尼层厚度与降噪量的关系,并进行了试验验证。指出在以降噪为目的对结构进行阻尼处理时,不能以结构损耗因子作为设计指标确定其厚度参数,而应以降噪量为指标。

粘弹性约束阻尼层结构的动力学性能研究

研究粘弹性约束阻尼层结构(简称约束阻尼层结构)的动力学性能。结果表明:丁基橡胶可以较好地应用于约束阻尼层结构的阻尼层材料;约束阻尼层结构可以有效降低50~2050 Hz范围内共振频率处的振动,同时共振频率向低频移动;随着阻尼层材料的损耗因子、储能模量和厚度的增大,约束阻尼层结构的结构损耗因子增大,振动衰减效果明显;约束阻尼层结构的振动衰减的仿真结果与试验结果一致。本研究可为约束阻尼层结构的设计和优化提供参考。

阻尼层敷设方式对结构性能的影响

采用两种弹性模量不同的高分子材料,设计了四种自由阻尼层结构。基体钢板材质相同,阻尼层的总厚度相同。阻尼层分别采用单层同一材料和两层不同材料的形式。研究了结构的阻尼性能,发现采取分层阻尼层结构,并且将弹性模量大的材料敷设在外层时结构阻尼性能最好,依据高分子材料阻尼产生的机理,对此做了分析。研究了结构的固有频率,发现分层敷设结构的固有频率不因阻尼材料敷设顺序的改变而改变。

矿用发动机散热风扇仿生多层阻尼叶片结构研究

针对矿用发动机散热风扇的颤振抖动问题,采用结构仿生的方法,借鉴毛竹竹壁层和结构,提出了一种仿生多层阻尼结构叶片。基于振动力学理论,建立并解析该结构的动力学模型,结合某型矿用发动机散热风扇,设计叶片的仿生多层阻尼结构,运用有限元软件仿真分析仿生多层阻尼结构叶片的动力学响应。结果表明,2层阻尼结构叶片的散热风扇抑振效果更显著。仿生多层阻尼结构可成为矿用发动机散热风扇减振的新途径。

粘接层对各向异性层合阻尼结构内耗特性的影响

借助动态机械分析仪(DMAQ800)考察了两种粘接层材料和两个位置的不同粘接层厚度对7层各向异性交替层合阻尼结构内耗特性的影响。结果表明,在低于阻尼层材料玻璃化转变温度附近,用压敏胶做粘接层材料,其结构内耗的温度特性优于用环氧树脂;在不同位置不同厚度对结构内耗的温频特性的影响不同,结构内耗的频率特性与粘接层材料及其厚度密切相关,刮涂越薄,结构内耗的温度特性越好。

层合阻尼结构各向异性设计之阻尼特性分析

将各向异性设计引入层合阻尼结构中 ,从理论上分析了各向异性层合阻尼结构的阻尼特性及其控制机理 ,从而验证了建立约束阻尼层合结构各向异性优化设计新体系的可行性。文中衡量结构阻尼减振效果的重要指标是结构系统的损耗因子 ,采用半无限简支板为例 ,对各种铺层形式作了大量的计算 ;并以最大损耗因子为目标函数 ,以铺层角度、频率、厚度等为约束条件进行结构优化设计。分析研究表明 ,该结构内部柔性层对阻尼的影响要比应力耦合对其影响大得多 ;在高于基本模式的固有频率下 。

不同边界条件和应变振幅对各向异性层合阻尼结构内耗的影响

制备了由纤维增强树脂复合材料层与黏弹阻尼材料层交替层合的7层各向异性层合阻尼结构,借助动态热机械分析仪(DMA Q800)首次考察了不同的结构应变振幅和不同的边界条件对该结构内耗温度频率特性的影响,为新型减振降噪阻尼结构的理论分析与应用提供相应的实验研究依据。结果表明:在不同的边界条件和常温(25℃)下,各向异性层合阻尼结构的内耗都随着结构应变振幅的增加而减少,且结构内耗峰所对应的温度随应变振幅的增加而向低温方向移动;当结构应变振幅相同时,单悬臂梁模式下的结构内耗最高,双悬臂梁模式下次之,三点弯曲模式下最低。

不同阻尼层材料对交替层合各向异性阻尼结构动态性能的影响

采用正交试验极差分析方法,研究了各阻尼层对7层各向异性交替层合阻尼结构阻尼性能和刚度的影响大小规律,并在此基础上就不同阻尼层材料对结构性能的影响进行探讨。结果表明:对于7层交替层合的各向异性阻尼结构而言,对结构刚度影响最大的阻尼层为第4层,对结构内耗值大小与频率范围和温度范围影响最大的阻尼层分别为第2层和第6层;结构内耗的温频特性与各阻尼层材料及其厚度密切有关,一般第2层越厚,其内耗的频率特性越好。

主动约束层阻尼梁结构复杂耦合振动的多层谱有限元法

针对全主动约束层阻尼(ACLD)覆盖的梁结构复杂耦合振动特性,采用一种新型的多层谱有限元法(MLSFEM)进行研究.该方法的特点是可避开采用谱有限元法时须求解带未知参数的高阶特征方程的困难,同时又保持谱有限元法使用很少单元却高精确度的优点.对典型算例使用该法的计算结果与采用谱传递矩阵法(STMM)获得的相应精确结果作了比较,证实了MLSFEM用于ACLD梁结构的有效性与精确性.还分别采用位移负反馈和速度负反馈两种控制策略,研究控制增益与ACLD梁结构动力特性之间的关系.结果表明,两种反馈控制策略对ACLD梁结构动力特性有着显著不同的影响.

基于zig-zag假设的压电阻尼层合结构机电耦合建模与分析

基于zig-zag板壳假设和哈密顿原理建立了压电阻尼层合结构的机电耦合动力学有限元模型,实现了结构自然频率和损耗系数的准确计算。有限元模型采用八节点的七自由度(degrees of freedom,DOFs)四边形单元,且考虑阻尼层的复弹性模量。通过对文献算例的计算与仿真,验证建立的有限元模型的正确性。研究了材料增强角度、阻尼层厚度和结构曲率对压电阻尼层合结构频率和损耗系数的影响,为压电阻尼层合结构的减振及结构优化提供参考。

主动约束层阻尼板结构动力学建模研究

将有限元法和GHM法相结合 ,给出了建立主动约束层阻尼 (ACLD)板结构动力学模型的新方法。建模时 ,考虑到粘弹材料 (VEM )的纵向位移影响 ,采用GHM方法描述VEM的本构关系 ,解决了VEM的力学特性随温度和频率变化的难点 ,避免因VEM的复杂本构关系而产生的微分积分方程。算例表明本文给出的建模方法是准确的 ,A CLD结构能够有效控制结构振动。

层合顺序对各向异性层合阻尼结构动态性能的影响

本文将各向异性设计引入层合阻尼薄板中 ,主要对几组阻尼层交替层合与集中阻尼芯层层合的各向异性阻尼结构的内耗和刚度的温频特性进行实验研究。为各向异性层合阻尼结构理论和轻量化高阻尼设计奠定基础。实验结果表明 :在实验温度 (0～ 70℃ )和频率 (1～ 2 0 0Hz)范围内 ,交替层合结构的内耗和刚度的温度特性均优于集中阻尼芯层结构 ;而频率对结构内耗和刚度影响不一定 ,与具体结构参数和结构总层数有关。

各向异性层合阻尼结构理论及其阻尼特性分析

本文将各向异性设计引入层合阻尼结构中,从理论上分析了各向异性层合阻尼结构的阻尼特性及其控制机理,从而验证了建立约束阻尼层合结构各向异性优化设计新体系的可行性。

机敏约束层阻尼结构动态模型辨识

针对机敏约束层阻尼(SCLD)非线性系统的动力学建模问题,系统辨识是一种简便有效的方法。该文以NARX网络表征待辨识模型,并采用串并联与并联相结合的方法训练网络,根据实验数据辨识出非线性系统的动力学模型。通过对SCLD薄板结构外扰通道和控制通道的建模研究,证明了NARX网络良好的辨识性能及该文研究方法的正确性。为进一步验证该文建模方法的有效性和可行性,将NARX网络用于SCLD复杂车厢结构的动态模型辨识,并取得了较满意的效果。

主动约束层阻尼结构振动控制试验研究

基于主动约束层阻尼结构及独立模态振动控制方法 ,利用压电驱动器 /传感器和粘弹性材料与薄板构成的复合层压阻尼结构 ,在理论研究的基础上 ,对一悬壁板结构进行了试验研究 ,给出了部分试验研究结果 ,分析总结了主动约束层阻尼结构的主要优缺点。

阻尼材料中气泡的存在对结构阻尼性能的影响

为了研究粘弹性阻尼结构的阻尼层中的气泡对结构阻尼性能的影响,制备了两种自由阻尼层结构,其中一个阻尼层中含有较多的气泡,而另一个则基本没有气泡。对两种结构进行试验模态分析,研究比较了两种结构的阻尼比,同时还比较了两结构对应点的加速度导纳曲线和相同激励下的线性谱曲线。研究结果表明,阻尼材料中气泡的存在将会降低结构的阻尼性能。

主动约束层阻尼振动控制技术现状及展望

本文在建模、控制策略、系统实现和应用等多方面对主动约束层阻尼振动控制技术的历史、现状进行了分析 ,指出了实施主动约束层阻尼振动控制技术继续发展的技术及待解决的问题。

各向异性层合阻尼材料的模态应变能分析

将大型有限元软件ANSYS10.0引入到各向异性层合阻尼材料的结构分析中,应用基于应变能的模态分析方法研究了各向异性层合阻尼材料的固有频率和总应变能分布随材料主控参数的变化情况,为进一步分析各向异性层合阻尼结构的阻尼性能奠定基础。分析结果表明:主控层第5层的纤维铺设角度和第2层的铺层厚度分别取90°和0.5 mm时试件的结构损耗性能最优。

大阻尼高刚度复合材料仪表板的设计结构与工艺研究

设计了一种五层夹芯多层阻尼薄膜嵌入的复合材料仪表板结构,并采用多次热压罐固化成型工艺来制作该大阻尼高刚度复合材料仪表板。它们分别是:上、下蒙皮和中心层的制作,上、下蒙皮和中心层与泡沫塑料的粘接与紧固件的预埋,孔的修正及仪表板的包边加工。通过成形质量检验和加载试验,验证了成形工艺的可行性和合理性。