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旋转粘弹性夹层圆板横向振动分析

廖明建  
【摘要】:在飞行器设计中,为保证弹载仪器设备经历飞行振动环境后,其工作精度和可靠性满足使用要求,开展减振设计研究工作有着重要的意义。粘弹性阻尼夹层结构具有质量轻、比强度高、比刚度大,减振降噪等优点,是常用的减振结构形式。目前在粘弹性夹层板结构的振动研究中,针对夹层矩形板的研究较多,而针对考虑旋转陀螺效应的粘弹性夹层圆板的研究鲜见报道。本文对旋转粘弹性夹层圆板的横向振动进行了分析。主要完成了以下工作: (1)基于经典层合板理论和Kelvin-Voigt粘弹性本构方程,建立了非旋转粘弹性夹层圆板的横向振动控制方程。采用分离变量法,求解了周边固支和周边简支的非旋转粘弹性夹层整圆板,以及内边固支、外边自由的夹层环形圆板的固有振型、固有频率和衰减系数,并与有限元计算结果进行对比验证,讨论了夹心层几何参数对固有频率和衰减系数的影响。 (2)基于经典层合板理论和Kelvin-Voigt粘弹性本构方程,建立了考虑旋转离心力作用的粘弹性夹层圆板的横向振动控制方程。以非旋转夹层圆板的振型函数为试函数,采用Galerkin方法对振动控制方程进行离散,分别求解了周边固支的旋转粘弹性夹层整圆板和内边固支、外边自由的夹层环形圆板的固有频率,讨论了旋转参数和夹心层几何参数对固有频率的影响。 (3)在上述基础上,求解了受简谐集中荷载和简谐面荷载的粘弹性夹层整圆板的动态响应,以及受简谐面荷载的粘弹性夹层环形圆板的动态响应。


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