粘弹性阻尼结构拓扑优化研究进展

粘弹性材料广泛的应用于振动控制工程中,融入轻量化设计元素对粘弹性阻尼结构进行拓扑优化设计已经成为被动阻尼技术研究的一个重要方向。在系统概括均匀化法、变密度法和渐进结构优化法设计思路的前提下,重点梳理了粘弹性阻尼结构拓扑优化设计的研究成果,总结了在数值仿真方面存在的不足,提出关键技术值得改进的方向,旨在拓宽拓扑优化方法在粘弹性阻尼结构优化设计中的应用前景。     

考虑胶层的自由型垫高阻尼结构振动特性研究

考虑胶层在自由型垫高阻尼结构中传递应力、应变的作用,将胶层等效为各向同性材料,采用ANSYS和MATLAB的联合仿真方法,分析含胶层的自由型垫高阻尼结构振动特性随胶层参数的变化规律。利用模态应变能法和控制变量法得到的结果表明,胶层对结构振动特性起着关键性的作用,因此,选择胶粘剂敷设自由型垫高阻尼结构时,应在保证胶层力学环境良好的前提下,选择满足胶层最佳特性区间的胶粘剂产品。     

基于温频效应的约束型垫高阻尼结构抗振性研究

考虑黏弹性阻尼材料的温度依赖性和频率依赖性,基于黏弹性阻尼材料的本构模型,利用ANSYS和MATLAB协同仿真的模态应变能迭代法,对约束型垫高阻尼结构的抗振性进行研究。分别考察温度、厚度对约束型垫高阻尼结构振动特性指标的影响,结果表明:存在最佳温域使约束型垫高阻尼结构的抗振性最好,因此,在减振降噪工程中尽量保证工作温度和最佳温域相匹配;随着垫高层、约束层厚度的递增,存在最佳厚度使结构的模态损耗因子达到峰值,而随着阻尼层厚度的递增,结构模态损耗因子增加的幅值由大变小,因此,后续有必要开展结构的优化设计。