传播衰减法测平板阻尼

通过研究无限板上速度响应的传播衰减规律,发展了一种测试损耗因子的工程方法,并将其推广到周边简支板结构。同时给出了利用此方法的无限板上的远场条件和周边简支板的远场条件和边界条件。     

考虑阻尼衰减的点位操作时间最优运动规划

阻尼在机械系统中普遍存在,然而现有运动规划方法普遍不考虑阻尼衰减影响,不能体现运动过程的振动衰减效应。提出一种考虑阻尼衰减的时间最优运动规划模型。在优化模型中的定位误差约束条件基于采用Laplace方法获取的阻尼柔性运动系统的残余振动响应进行定义。同时,定义了一种包含7个独立设计变量的三阶非对称S曲线运动规划模型以便于在运动规划中充分考虑阻尼的影响。数值试验表明阻尼衰减效应对小阻尼运动系统的残余振动响应也有可能产生较大的影响。数值试验与实际运动平台测试结果均表明:优化后的运动规划中加速阶段的急动度要大于减速阶段,以便充分利用阻尼衰减效应来抑制残余振动,从而导致所得时间最优运动规划曲线为一种高加速低减速的非对称运动规划曲线。试验测试结果表明基于所述时间最优运动规划模型得到的最优运动规划较之传统的对称S曲线运动规划方法,可以显著地缩短满足定位精度要求所需的时间。     

表面阻尼处理结构优化方法的研究

该文提出了一种表面阻尼处理结构的整体划分单元有限元建模和优化方法，推导了３节点１８自由度空间壳体表面自由阻尼处理结构的损耗因子计算公式和编制了相应的计算机分析软件，并以一不锈钢悬臂板模型算例证实了整体划分有限元方法能够很好地体现阻尼结构各层之间的协调关系、有降低结构的自由度数、节省计算机内存和提高计算速度等优点。     

悬臂薄板结构阻尼特性几种测试方法的比较

在振动和噪声控制中,阻尼的测试有着重要的工程及学术意义.在明确阻尼辨识原理的基础上,以悬臂薄板结构为研究对象,搭建了锤击、振动台、压电陶瓷激励三种测试系统,分别采用半功率带宽法和时域自由振动衰减法进行了阻尼测试.并从重复性、测试精度、测试阻尼的频率范围和测试效率等方面,将各种阻尼测试结果进行了比较.最终认为,宜采用振动台扫频激励的方式和半功率带宽法对所研究的薄板进行阻尼测试和辨识.可为悬臂薄板结构后续的响应预估和阻尼优化设计提供重要的参考.     

夹层阻尼结构抑振特性研究

利用等效复合刚度法,对多夹层阻尼结构的抑振特性进行了理论推导,并对不同夹层阻尼结构的等效复合刚度和损耗因子进行了仿真计算,分析了不同的夹层材料和几何参数对结构抑振量的影响。研究表明,增加多夹层组合结构的夹层层数对组合结构损耗因子的提高量有限;适当增加夹层的厚度可改善组合结构抑振性能;变化夹层的材料,采用较硬的约束层和较软的阻尼层可显著提高组合结构的抑振量。     

形状记忆合金在结构阻尼性能优化中的应用

文中研究了通过嵌入NiTi-SMA丝提高自由阻尼层结构损耗性能的方法。首先描述了普通阻尼层材料的贮能模量及损耗因子随温度变化规律。基于一维SMA的Brinson模型给出了NiTi-SMA丝受限回复应力的计算公式,建立了含NiTi-SMA丝的自由阻尼处理梁结构损耗因子的计算公式。通过数值计算揭示了含NiTi-SMA丝的聚氨脂自由阻尼处理梁的耗散特性,分析了NiTi-SMA丝含量及阻尼层厚度对自由阻尼处理梁耗散特性的影响。结果表明,埋入NiTi-SMA丝之后,阻尼结构的损耗因子得到了显著提高。     

阻尼层对自由阻尼处理结构的影响

在表面阻尼处理结构中,介绍了描述普通的阻尼层材料的贮能模量以及损耗因子随温度变化的规律,建立了自由阻尼处理梁的结构损耗因子的计算公式.通过数值计算揭示了自由阻尼处理梁的耗散特性.通过改变温度、阻尼层厚度、敷设纤维材料等不同的方法达到改变损耗因子的目的,给出了在不同条件下通过数值计算得出的结论,并比较这几种不同的方法对损耗因子的改变有何不同.     

表面阻尼处理薄板结构声辐射分析的有限元法

用整体划分单元法建立自由阻尼处理和约束阻尼处理薄板结构的有限元模型,给出结构的变形能表达式,并通过变形能原理推得单元的刚度和质量矩阵。在用有限元法分析结构动态响应特性的基础上,利用有限元分析得到结构表面振动速度分布,分析表面阻尼处理板结构的声辐射。算例表明,用整体划分单元法预测表面阻尼处理薄板结构的动态特性和声辐射是可行的,其精度满足工程要求,并有简单方便的特点。     

表面阻尼处理结构优化方法的研究

该文提出了一种表面阻尼处理结构的整体划分单元有限元建模和优化方法,推导了3节点18自由度空间壳体表面自由阻尼处理结构的损耗因子计算公式和编制了相应的计算机分析软件,并以一不锈钢悬臂板模型算例证实了整体划分有限元方法能够很好地体现阻尼结构各层之间的协调关系、有降低结构的自由度数、节省计算机内存和提高计算速度等优点.     

声表面波的衰减与声表面波传感技术

首先研究声表面波器件沉各积有机薄膜时引起的表现波衰减，从理论上分析了声表面波器件性能变化问题，然后研究了采用ＳＡＷ谐振器对有机气体进行检测时，膜层引起的衰减对传感器性能的影响，目的是研究如何合理地利用表面波器件检测化学器。     

基于Hoff夹层板理论计算约束阻尼结构的结构损耗因子

利用Hoff夹层板理论研究约束阻尼结构的固有频率和模态损耗因子的计算问题.计算结果表明,利用Hoff理论计算约束阻尼结构固有频率和模态损耗因子方法具有较高的计算精度,与Ansys计算结果较为接近,可用于约束阻尼结构固有频率和结构损耗因子计算.     

自由阻尼结构损耗参数的换算方法

在自由阻尼结构理论的基础上,建立了不同自由阻尼结构之间的结构损耗因子换算关系。针对自由阻尼板、壳结构开展了阻尼测试,换算结果与测试结果一致性良好,验证了换算方法的有效性。同时开展了换算系数和误差放大因子的仿真分析。仿真结果表明:对于弹性模量较高的阻尼层,换算系数随厚度比变化较小,换算精度较高;对于弹性模量较低的阻尼层,换算系数随厚度比变化较大,换算精度较低。建议阻尼层比目标基材层厚,且换算基材厚度小于目标基材厚度的2倍。该换算方法可用于预估一些难以测量的自由阻尼结构损耗参数,为大型简单圆柱壳结构敷阻尼层后损耗参数的获得以及多种阻尼层在大型圆柱壳结构上抑振性能的评比提供参考方案。     

微机械电磁阻尼结构分析

提出采用电磁阻尼结构来提高微机械角度调节装置的响应速度.通过建立结构模型和分析结构参数对阻尼效果的影响,给出具体设计实例以及制作工艺,证实该阻尼结构的有效性和可行性.     

三维编织复合材料振动阻尼特性的实验研究

采用悬臂梁自由振动衰减实验方法研究三维编织复合材料的振动阻尼特性,分析编织角、纤维体积含量和编织结构对三维编织复合材料振动阻尼特性的影响.根据测量得到的三维编织复合材料的频率和模态,确定材料的纵向弹性模量.结果表明,三维编织复合材料的阻尼性能随编织角的增大、纤维体积含量的降低而提高;而五向编织结构的材料阻尼性能比四向编织结构的材料优异.此外,确定的纵向弹性模量随编织参数的变化规律与文献中的结果一致.     

滞后阻尼结构的自由界面试验模态综合与应用

针对试验模态综合,提出了结构剩余柔度函数的动态测试技术,通过实测频响函数分解出阻尼结构的各阶复剩余模态,在此基础上,发展了滞后阻尼结构的模态综合理论,最后典型梁的试验验证了该方法的合理性。     

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。     

阻尼复合板声辐射特性的参数化水平集拓扑优化

围绕自由阻尼复合板的阻尼层分布形式对结构声辐射特性的影响,采用基于全局支撑径向基函数(GSRBF)插值的参数化水平集方法,提出了一种以复合板表面法向复振速幅值之和作为简化目标的声辐射特性优化方法。在阻尼层材料体积分数约束下,求解目标函数的变分并构建水平集函数速度场,以数值算例验证了该简化模型在避免复杂计算的同时能有效降低结构声辐射功率,说明参数化水平集方法用于基于声辐射特性的复合板结构拓扑优化是行之有效的。     

空间桁架复合结构的阻尼减振分析与试验研究

为了解决桁架复合结构振动响应过大,光电学仪器可能发生失效的问题,利用在桁架管壁和箱体面板上敷加粘弹性约束阻尼层的方法对整体结构进行减振。采用有限元分析软件Nastran对原结构和敷加粘弹性约束阻尼层的桁架复合结构进行给定工况下的振动特性分析,得到了桁架复合结构指定位置的振动加速度响应曲线。以阻尼因子大小作为减振效果评价指标,通过对粘弹性约束阻尼层的厚度进行优化和对比分析,最终得到了最优的粘弹性约束阻尼层设计参数。试验结果表明,粘弹性约束阻尼层对于空间桁架复合结构具有良好的减振效果,试验数据和仿真结果一致,减振方案切实可行。     

基于改进优化准则法的自由阻尼结构动力学拓扑优化

针对自由阻尼结构拓扑优化问题,采用模态应变能的有限元求解方法,以单元相对密度值为拓扑设计变量,以材料用量和频率改变量为约束条件,构建以多模态损耗因子加权和为目标函数的拓扑优化模型,推导了目标函数对于设计变量灵敏度的表达式。考虑到常规优化准则法用于结构动力学寻优时,目标函数存在非凸性,迭代过程中出现负值设计变量,使得优化结果不收敛或陷入局部优化,故在一般优化准则法的基础上对拓扑优化模型进行数学意义上的迭代改进。改进优化准则法解决了设计变量出现非正及迭代发散等问题,保证了全体拓扑变量参与迭代过程。通过ANSYS编程对自由阻尼板进行了仿真,并引入MAC因子来控制结构的振型跃阶,结果显示:改进算法在控制阻尼材料体积为优化前体积60%时,各阶目标函数和拓扑构型在数次迭代后趋于稳定,单元中间密度值区域相对较少,自由阻尼结构获得了有效的减振。