收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

粘弹性约束阻尼夹层结构振动分析及优化设计

赵文龙  
【摘要】:粘弹性阻尼材料以其良好的振动能量耗散能力在汽车阻尼减振技术中得到了广泛的应用。粘弹性约束阻尼复合结构与黏贴或涂敷阻尼材料相比具有良好的减振降噪效果,但其阻尼性能对温度、振动频率等工作环境的依赖度很大,如何准确地建立阻尼复合结构的模型一直是工程分析中的难点。本文依据模态应变能理论,建立约束阻尼结构计算模型,利用基因遗传优化算法和渐进优化算法进行相应的阻尼结构优化设计。本文主要工作内容如下 首先,分析影响粘弹性阻尼材料性能的重要环境因素,通过数学模型近似描述粘弹性阻尼材料的力学性能,依据模态应变能理论,将粘弹性阻尼材料引起的结构振动复特征值问题简化为实特征值问题,运用ANSYS/APDL建立约束阻尼(CLD)矩形板有限元模型进行求解,并与传统复特征值法进行对比,结果显示模态应变能法计算过程简便,且能够满足计算精度要求。 其次,针对粘弹性阻尼材料的温变和频变特性,改进模态应变能法,通过ANSYS/APDL与MATLAB联合仿真,分析环境温度、结构参数以及结构形式对阻尼结构模态固有频率和损耗因子的影响。算例结果表明联合仿真方法能够灵活的对阻尼复合结构振动特性进行研究,在阻尼结构设计中具有一定的理论和实用意义。 然后,引入基因遗传优化算法(GA),建立以阻尼处理起始位置、阻尼处理长度、阻尼层厚度和约束层厚度为优化变量,以结构模态损耗因子、结构模态频率改变量及阻尼处理附加质量为优化目标的约束阻尼梁多目标优化的数学模型,采用MATLAB遗传算法工具对不同优化方案进行优化。对比不同方案的优化结果表明遗传算法优化效果显著,能够灵活地对阻尼结构进行优化设计。 最后,推导结构模态损耗因子相对于阻尼胞单元位置的灵敏度表达式,基于渐进优化算法的优化准则,设计渐进拓扑优化计算流程,通过ANSYS/APDL参数化的程序设计语言编写拓扑优化程序,对约束阻尼矩形薄板的阻尼处理位置进行拓扑优化,分析满足阻尼处理体积约束条件下,不同模态阻尼损耗因子最大化时的约束阻尼处理构型。 结果表明,环境温度、各层厚度和结构形式是影响阻尼结构减振性能的重要参数,基于模态应变能法的阻尼结构振动分析和优化设计能够满足工程分析精度要求,具有一定工程应用价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 徐超;张醒;李瑞杰;游少雄;;多粘弹性胶膜夹层约束阻尼梁损耗因子分析[J];宇航学报;2009年02期
2 张红亮;孔宪仁;刘源;齐金玲;;宽频域的内损耗因子实验辨识方法研究[J];振动与冲击;2013年12期
3 尹帮辉;王敏庆;;基于谱有限元的自由阻尼梁结构损耗因子分析[J];振动与冲击;2014年04期
4 巨乐;王敏庆;顾金桃;;不可分离结构的损耗因子测量研究[J];噪声与振动控制;2014年02期
5 张永杰;肖健;韦冰峰;王喆;;一种新的基于脉冲激励的内损耗因子获取方法[J];振动与冲击;2014年12期
6 盛美萍,王敏庆,孙进才;衰减法测定稳态振动系统损耗因子的实验分析技术[J];西北工业大学学报;2001年01期
7 胡继云;李辉;方守艳;;惯性回转振动机械玻璃钢吊杆损耗因子的试验研究[J];河南工业大学学报(自然科学版);2012年05期
8 吴晴晴;王敏庆;;考虑基底层阻尼的自由阻尼结构损耗因子修正公式[J];振动与冲击;2014年13期
9 程广利,朱石坚,伍先俊;统计能量分析法及其损耗因子确定方法综述[J];船舶工程;2004年04期
10 沈荣瀛;;充砂夹心板的阻尼预估[J];振动与冲击;1993年02期
11 宁方华,张建;损耗因子测量的Hilbert变换法[J];山东工程学院学报;2002年01期
12 程广利;关成彬;胡生亮;;基于Hilbert变换的结构内损耗因子测试研究[J];噪声与振动控制;2006年04期
13 沈荣瀛;;充砂振动柱动态特性预估[J];振动工程学报;1991年03期
14 孔宪仁;张红亮;杨正贤;;基于OKID的损耗因子辨识方法研究[J];振动工程学报;2011年03期
15 刘景泉,姚德源;梁-板连接结构耦合损耗因子的新解法(英文)[J];Journal of Beijing Institute of Technology(English Edition);2000年03期
16 张学良;丁红钦;兰国生;温淑花;张宗阳;王南山;;基于分形理论的结合面法向接触阻尼与损耗因子模型[J];农业机械学报;2013年06期
17 郑慧明,何锃,李誉;附加磁体对局部约束阻尼固支梁损耗因子的影响[J];华中科技大学学报(自然科学版);2003年12期
18 李瑞杰;何安荣;徐超;林松;;碳纤维增强复合材料结构阻尼性能研究[J];宇航材料工艺;2012年04期
19 石慧荣;李宗刚;张军平;;基于能量法的库伦摩擦阻尼特性分析[J];噪声与振动控制;2014年03期
20 赵永玲;侯之超;;基于分数导数的橡胶材料两种粘弹性本构模型[J];清华大学学报(自然科学版);2013年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 马道远;王其政;;蜂窝夹层板损耗因子试验与分析[A];第十届全国空气弹性学术交流会会议论文集[C];2007年
2 李文婷;杨春庄;林小杨;刘海生;;测量阻尼损耗因子虚拟仪器的研究[A];2010’中国西部声学学术交流会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈阳;基于粘弹性材料的柔性卫星隔振技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 张飞;铝蜂窝夹层结构损耗因子实验辨识[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 谢孟恺;基于稳态能量法的损耗因子计算方法研究[D];上海交通大学;2009年
3 张海燕;复合夹层板结构动力特性研究[D];武汉理工大学;2005年
4 赵文龙;粘弹性约束阻尼夹层结构振动分析及优化设计[D];天津大学;2014年
5 段有春;硅橡胶弹性胶泥的制备及性能研究[D];青岛大学;2011年
6 王开典;不同品系天然橡胶特性的研究[D];海南大学;2014年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978