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分数导数型粘弹性材料的力学行为及在结构减振中的应用研究

刘林超  
【摘要】:由于工程结构减振的需要和材料工业的高速发展,以高分子材料为主的阻尼材料不断涌现,特别是高分子聚合物粘弹性阻尼材料由于其具有弹性固体和粘性液体的双重性质及其良好的耗散性能和阻尼性能而越来越受到重视。 一种新材料能否由研发进入工程应用,其基本和决定性工作是精确建模以弄清其力学性能及确定其性能指标。粘弹性阻尼材料对温度、频率、应变幅值等外界环境因素具有很强的依赖性,从而给本构建模和力学行为的研究带来一定的困难。 分数导数模型与其他经典模型相比不但能够精确地描述粘弹性材料的本构关系及其力学特性,而且确定模型所需实验参数少、能够在较宽的频率范围内描述材料的力学行为。本文就是利用分数导数理论和粘弹性理论,对本构关系符合分数Kelvin模型,分数Maxwell模型的粘弹性阻尼材料进行了理论分析,得出了分数导数型粘弹性材料的阻尼特性不仅仅与角频率的变化有关,也与分数导数微分算子的阶数r有关的结论;同时还对分数导数粘弹性振子的动态特性和幅频特性进行了分析,为粘弹性阻尼减振隔振的应用提供了基础。 高速光驱作为一种典型的高速转子系统,其振动和噪声问题一直受到生产厂商和用户的关注。目前,以高性能粘弹性阻尼材料为基础的粘弹性阻尼减振降噪技术已经开始运用到光驱框架结构减振方面;针对光驱粘弹性减振框架结构进行Marc有限元分析,为光驱框架结构减振技术的进一步发展提供理论参考。


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