汽轮发电机基础中间平台减振研究

针对汽轮发电机基础中间平台的减振问题,采用单点激励多点响应的模态试验法,对普通混凝土板与新型材料约束阻尼混凝土板进行相同条件下的振动对比试验,得出两块板的模态阻尼比,结果表明,约束阻尼混凝土板的阻尼效果在不同频率、不同振型下是不同的.在40-100Hz范围内有较好的减振、吸能作用;对于整体平移振动不起作用,而对于扭曲振动效果最好.因此,如果汽机基础中间平台在40-100Hz范围内有扭曲的振型时,约束阻尼混凝土板将会很好地降低其振动.     

开放系统悬臂类结构的动力特性计算方法

结构总是修建在一定的场地而形成土-结构相互作用的开放系统。为解决开放体系下悬臂类结构的自振频率、振型和考虑辐射阻尼下模态阻尼比的计算问题,提出了脉冲荷载响应模态分析法。该方法采用直接有限元法建立土-结构相互作用有限元模型,对结构施加脉冲荷载得到结构动力反应后,由模态识别方法计算结构的动力特性。随后,以一个悬臂类五层框架结构为例研究了计算动力特性随土体计算范围变化的规律和脉冲荷载激励点位置对计算结果的影响。在此基础上,讨论了土体材料阻尼对模态阻尼比的影响,并与集总参数模型和直接模态分析法进行对比,说明不同方法的计算精度。计算结果表明,随着土域计算范围的增加,脉冲荷载响应模态分析法所得的动力特性将逐渐收敛到精确解;当土体计算范围大于结构基频所对应的波长的2倍时,结构自振频率的误差小于1%,模态阻尼比的误差小于5%;以非模态节点作为激励点都可以得到比较精确的结果;三参数集总参数模型所得模态阻尼比存在显著误差,直接模态分析法所得模型的基频随土域范围增大而趋向于零;相比于辐射阻尼,土体材料阻尼对结构的各阶模态阻尼比的影响较小。     

阻尼材料对铁路车轮振动特性的影响分析

为控制铁路车轮的振动和噪声辐射,在车轮辐板位置粘贴阻尼材料,并采用模态叠加法分析其对车轮频率响应的影响。首先在有限元软件ANSYS中建立普通车轮和阻尼车轮的有限元模型,模型中同时考虑阻尼材料阻尼的频变特性,采用Block lanczos法计算0~10 000 Hz内两种车轮的固有频率和振型,然后根据模态计算结果,采用模态叠加法计算车轮0~5 000 Hz内的频率响应,分析车轮的固有模态和导纳特性。研究结果表明:阻尼材料层的使用对车轮的振型不会产生较大的影响,仅使车轮各阶模态的共振频率略有下降。车轮不同位置在不同激励作用下响应的主要贡献模态各有不同。阻尼材料的使用对轮辋及踏面的振动影响较小。但无论是在径向激励或者轴向激励的情况下,阻尼车轮辐板的轴向振动明显低于普通车轮,在车轮主要的噪声辐射频段(1 000 Hz以上),阻尼材料的抑制作用尤其明显,在对车轮噪声贡献最大的模态(1节圆和径向模态耦合)频率处,振动可以平均降低15 d B以上。     

大跨悬索桥结构阻尼的风速依赖特性研究EI北大核心CSCD

针对大跨悬索桥的模态阻尼的风速依赖特性还未被深入探究的问题,以西堠门大桥健康监测系统获取的加劲梁加速度时程序列为分析对象,采用自然环境激励技术与特征系统实现算法相结合的方法(NExT‑ERA),识别了西堠门大桥在七组风速下共3015组模态频率和模态阻尼比,重点分析了结构模态阻尼比的风速依赖特征、概型分布及其置信区间,探讨了大跨悬索桥模态阻尼的统计参数随风速的变化规律。研究发现:不同风速下西堠门大桥横向振动阻尼比均在1.0%以上,但特定风速下结构竖向和扭转振动阻尼在95%保证率的最小值分别为0.2%和0.3%;风速的变化对大跨悬索桥模态阻尼比的大小和波动程度均会产生显著影响,相同风速条件下,结构扭转和横向模态阻尼的均值和方差均明显大于竖向阻尼;随着风速的增大,竖向阻尼的均值和方差逐渐增大,扭转阻尼的均值和方差略有减小,但横向阻尼变化不大;不同风速条件下结构3个方向的模态阻尼比均服从广义极值分布,但风速会影响结构竖向和扭转振型阻尼的概型分布的拖尾性质。     

考虑温度效应的橡胶混凝土阻尼耗能性能试验研究

为探讨橡胶混凝土材料的阻尼耗能性能,在常温和低温条件下,橡胶粒径为20目、四种橡胶掺量的混凝土棱柱体试块进行轴向压-压滞回试验,得到了橡胶混凝土材料力-位移滞回曲线,据此分析橡胶混凝土材料阻尼耗能性能的变化规律。结果表明,低温作用后,橡胶混凝土材料压-压滞回曲线趋于饱满,耗能性能明显增大;加载力幅值水平越大,橡胶混凝土的阻尼损耗因子越大,低温下的提高幅度小于常温情况;随着橡胶掺量的增加,橡胶混凝土在低温下的滞回总耗能增长速率高于常温情况;橡胶掺量越大,其阻尼损耗因子提高的速率越显著。     

热环境对基础激励作用下纤维增强树脂基复合薄板振动特性的影响

采用理论与实际相结合的方式,研究了热环境对纤维增强树脂基复合薄板振动特性的影响。首先,建立了基础激励作用下纤维增强树脂基复合薄板在热环境中的解析模型,推导获得了固有频率、模态振型、振动响应及阻尼比的解析表达式,并给出了热环境下复合薄板振动特性的求解流程。然后,搭建了热环境下该类型复合薄板结构的振动测试系统,并以TC500碳纤维/树脂薄板为研究对象进行了实际测试。以相应的测试结果为例,研究发现,当温度从20℃上升到200℃时,复合薄板的模态振型基本不发生改变,固有频率降低幅度在2.3%~36.6%之间,振动响应幅值增大范围约为15.3%~58.4%,且阻尼性能也呈现增大的趋势,例如相对于常温下的阻尼结果,当温度上升到200℃时,其前6阶模态阻尼比的增大程度在13.9%~56.4%之间。另外,经过对比理论和测试获得的不同温度下的固有频率、模态振型、振动响应及阻尼结果可知,两者吻合较好,进而验证了解析分析方法及其结果的正确性。      

自由层阻尼复合板减振特性的理论与实验研究

本文研究了自由层阻尼复合板的减振特性,导出了自由层阻尼复合板的抗弯刚度及基本模态损耗因子的计算公式以及振动方程,计算出四边简支单层金属板和自由层阻尼复合板的前几阶固有频率、基本模态损耗因子及受迫振动时中点动挠度,绘出了振动系统前几阶模态振型图。理论值与实验测试结果基本吻合。高速运行器的大功率动力装置构成结构的宽带随机振动源,激起结构的许多共振峰。为减小结构振动噪声和应力水平,需抑制各共振峰。由于宽带随机振动有丰富的频率,一般减振装置不能有效抑制,需采用粘弹性阻尼材料减振。自由阻尼层结构是将结构阻尼大的粘弹性材料粘帖或涂复在结构上如图1,它无需改变原结构且操作工艺简单,因而有重要应用价值。     

Rayleigh阻尼系数解法比较及对结构地震反应影响

Rayleigh阻尼是一种广泛采用的正交阻尼模型。针对一个直径90m,高15m的穹顶结构,分析比较了四种方法(传统方法、最小二乘法、基于多参考振型的加权最小二乘法和基于结构位移峰值误差优化法)所得Rayleigh阻尼系数对结构地震反应计算精度的影响。四条地震波的分析结果表明:基于结构位移峰值误差的优化方法对于结构位移等以低阶模态控制的动力反应量计算精度最高;传统方法存在选择合适第二阶参考频率的难题;而最小二乘法不是计算Rayleigh阻尼系数的合理方法。当结构的显著贡献模态多且不同动力反应相关显著贡献模态的频率有巨大差异时,Rayleigh阻尼模型将无法构造兼顾低阶模态和高阶模态计算精度的阻尼矩阵,此时需要采用更多阶模态的阻尼比等于精确值的阻尼矩阵构造方法。     

阻尼层对水润滑橡胶轴承动态性能的影响

利用有限元仿真方法在Ansys Workbench中研究阻尼层对轴承模态频率和模态振型的影响。使用Pulse分析平台对轴承振动信号进行采集,应用振动频谱分析方法研究实际运行过程中阻尼层对水润滑橡胶轴承振动的影响。仿真结果表明:与非阻尼轴承相比,阻尼轴承低阶固有频率较低。试验结果表明:在阻尼轴承低阶固有频率附近存在一定的能量集中,但在正常工作转速(0~200 Hz)工况下,不会发生共振;阻尼层能够降低轴承的振动,特别是在高转速、高载荷的工况下减振效果显著。     

温度对敷有阻尼层的铝型材声学性能的影响

为了研究温度变化对敷有黏弹性阻尼层的高速列车车体铝型材结构声学性能的影响,建立高速列车车体铝型材隔声和振动声辐射计算模型,其中100 Hz~500 Hz中低频段采用混合有限元-统计能量分析法(FE-SEA),630Hz以上高频段采用统计能量分析法(SEA)。基于试验测试数据,考虑黏弹性材料温变特性对其杨氏模量和阻尼损耗因子的影响。通过数值模型,研究不同温度条件下铝型材隔声量及振动声辐射性能的变化,分析温度对敷有阻尼层的铝型材声学性能的影响。结果显示:温度的影响主要集中在共振区及1 600 Hz以上的高频段。阻尼层在10℃~50℃环境中,即处于黏流态时对铝型材声学性能的优化作用较好,但在10℃以下环境中敷设阻尼层的降噪效果将有所减弱。     

嵌入式共固化复合材料阻尼结构低速冲击性能数值模拟

嵌入式共固化复合材料阻尼结构是一种新型阻尼处理结构,在航空、航天、高速列车等高科技领域有广阔的应用前景。采用LS-DYNA显式动力学软件建立了该结构的有限元分析模型,对这种新型阻尼结构的低速冲击性能进行数值模拟,并将数值模拟结果与实验数据进行比较以说明模拟方法的有效性。结果表明这种新型复合材料阻尼结构的抗冲击性能大大优于相同材质的复合材料结构。     

影响约束阻尼结构阻尼性能的因素

采用自由梁振动法,研究阻尼层厚度、约束层材料及环境温度等三个变量,对约束阻尼结构阻尼性能的影响。结果表明：阻尼层厚度在1 mm～4 mm范围内,约束阻尼结构的阻尼性能随阻尼层厚度的增加而降低; 约束层材料分别为钢板、大理石板、砂浆板时,约束阻尼结构的阻尼性能不同;低温、高温环境均使约束阻尼结构阻尼值变小; 常温环境下,约束阻尼结构的阻尼值较大,复合损耗因子超过了0.154。     

高寒区高速列车阻尼铝型材低温环境下隔声特性研究

随着环境温度的降低,含阻尼层铝型材的隔声性能逐渐降低.通过理论分析阐明传播媒质特性阻抗对隔声的影响.通过隔声试验,分析从20°C变化到-40°C含阻尼层铝型材在400 Hz～2500 Hz 1/3倍频程的隔声规律.建立含阻尼层铝型材的有限元模型,进行温度场仿真计算、隔声仿真技术和阻尼优化设计.理论分析表明:温度降低使空...     

温度对高速列车层合板振动声辐射的影响

我国高速铁路线路分布十分广阔,季节更替明显,温度变化显著,而温度变化将对高速列车层合板的振动声辐射产生影响。针对这一问题,基于混合有限元-边界元方法,建立温度场下的高速列车层合板振动声辐射预测模型,分析温度变化对高速列车层合板振动声辐射的影响规律。结果表明:随着温度升高,层合板各阶固有频率逐渐降低。在不考虑温度对阻尼特性影响的情况下,温度对230 Hz~340 Hz范围内的振动和声功率级影响显著,随着温度升高,振动位移和声功率级逐渐增大。当温度从-50°C升高到50°C时,该频率范围内的声功率级峰值增大11 d B,即每增加10°C,该显著峰值声功率级增大约1.1 d B。该温度范围内的层合板声功率级总值随着温度的增大呈非线性增长,从-50°C升高到50°C时,声功率级总值增大约4 d B。相关结论可为在考虑温度影响条件下的车体低噪声设计提供参考。     

羧基丁苯/受阻酚阻尼材料的性能研究

通过向极性的橡胶基体羧基丁苯(CSBR)中添加受阻酚,制备了一系列羧基丁苯/受阻酚阻尼材料.通过动态力学分析表明,受阻酚与基体CSBR具有较好的相溶性,并且该类材料具有很好的阻尼性能.这种材料中受阻酚与基体橡胶形成了分子间的氢键,在受到交变的机械应力作用下,氢键会断裂而消耗大量的能量,从而具有良好的阻尼性能.这类材料的玻璃化转变温度较高,损耗因子(tanδ)出峰位置都高于室温,这类阻尼材料可以应用于室温附近,解决了橡胶材料只能用作低温阻尼材料使用的问题.     

嵌入式共固化复合材料阻尼结构低速冲击性能的数值模拟

Abstract：Embedded and co-cured composite damping structure is a new damping processing structure, which can be widely used in high-tech fields such as aviation, aerospace, high-speed train, etc. Explicit dynamic analysis software LS-DYNA was used to simulate low velocity impact on embedded and co-cured composite damping structure panels. The simulation results are compared with the experimental data to illustrate the validity of modeling and calculation method. The result of simulation shows that the impact resistance of embedded and co-cured composite damping structure is much higher than composite structure without viscoelastic damping material.     

碳纳米管增强铝基复合泡沫的阻尼性能

通过填加造孔剂方法制备了碳纳米管（CNTs）增强铝基复合泡沫,采用热机械分析仪研究了测试温度、频率、外加振幅、泡沫的孔隙率和CNTs含量对其阻尼性能的影响,并分析了相关阻尼机制。结果表明:复合泡沫铝的阻尼性能随孔隙率和振幅的增大而提高,随着频率的增加而下降。在环境测试温度25~200℃范围内,复合泡沫的损耗因子变化较小;当温度高于200℃后,损耗因子随温度升高有明显的提高。CNTs的加入可以显著提高泡沫铝的阻尼性能,常温下3.0% CNTs增强的铝基复合泡沫的损耗因子达0.27,为泡沫铝的3.71倍。复合泡沫的阻尼机制主要为位错阻尼、晶界阻尼、孔隙阻尼、CNTs的本征阻尼和CNTs-Al间界面阻尼,其中本征和界面阻尼发挥了重要的增强作用。      

约束阻尼板结构振动声辐射优化

根据经典薄板理论,建立约束阻尼板有限元模型,将其视作镶嵌于无限大刚性障板,利用Rayleigh积分法推导结构的辐射声功率及灵敏度表达式。以一阶峰值频率或频带激励下的声功率最小化为目标,约束阻尼材料体积分数为约束条件,建立拓扑优化模型,采用渐进优化算法,编制了优化计算程序,获得了约束阻尼材料的最优拓扑构型,并与全覆盖板及基板的辐射声功率进行了对比。研究表明：以声功率最小化为目标,对约束阻尼材料布局进行拓扑优化,能有效抑制结构的振动声辐射,为结构低噪声设计提供了重要的理论参考和技术手段。     

硅合金化ZA27合金的阻尼性行为

硅合金化ZA27合金具有良好的耐磨性能,但其阻尼性能(Q-1)研究尚不深入.本文利用多功能内耗仪研究了铸态ZA27合金和向ZA27合金中加入4%Si的合金(下称ZA27-4%Si合金)的阻尼行为和相对动态模量,分析了两种合金的阻尼机理.结果表明两种合金的阻尼性能随频率降低和温度升高而增大,阻尼值不随应变振幅变化.ZA27合金和ZA27-4%Si合金具有较高的阻尼性能,在0.1Hz下,合金的室温阻尼分别为6.87×10-3与5.83×10-3.合金的相对动态模量随应变频率提高而增大.100℃以下,ZA27-4%Si合金的相对动态模量不随温度变化.研究表明合金的阻尼是由合金晶界和相界面滑动、位错振荡以及各相的热膨胀系数和弹性模量间差造成的微塑性变形共同造成的.认为ZA27-4%Si合金具有良好耐磨性能和减振性能和强度,适合作为滑动轴承合金材料.     

约束型复合阻尼隔声板的隔声性能及其应用研究

约束型复合高阻尼隔声板具有良好的隔振、隔声性能,特别适用于对隔声结构的厚度有苛刻要求的场合。对影响约束型复合高阻尼隔声板主要结构参数的研究,有利于指导其设计、制造和应用选择。根据对约束型复合高阻尼隔声板隔声计算模型的计算与实验表明,当隔声板的面积减小时,其低频隔声量会随之增加;当隔声板阻尼层的厚度等量递增时,其隔声量也近似等比例地提高;当面板材料的弹性模量较小时,隔声板的低频和高频的隔声量都会变差;当隔声板阻尼层剪切模量较高时会导致隔声量偏低。