磁约束阻尼悬臂壳的轴对称振动分析

提出了一种新型有效的方法来降低悬臂壳的轴对称振动．该方法的原理是在约束层端部上及固定端分别设置引力排列的永磁体,振动时磁体间的动态磁力可使阻尼层获得比传统约束阻尼处理方法更高的剪应变,阻尼层耗能增加,从而降低结构的共振峰．从夹层单元微元体受力分析出发,建立了局部磁约束悬臂壳的轴对称振动分析模型,得到分别用约束层纵向位移u30、积分常数c和径向位移w表示的夹层壳体单元的纵向和周向力平衡方程．在此模型中,考虑了振动时因u30引起动态磁力的变化,使得此模型能描述MCLD结构的动态及阻尼性能．此外,通过比较MCLD处理与传统的约束阻尼处理对磁约束悬臂壳的轴对称振动的控制效果,分析表明：磁约束处理可同时控制悬臂壳前几阶模态的振动．     

剪切模量对梁的磁橡胶约束阻尼特性的影响

基于周期耗能相等的原理,将磁橡胶约束阻尼悬臂梁(MRLD)与传统的约束阻尼悬臂梁(CLD)等价,计算MRLD的模态损耗因子,研究了阻尼层剪切模量Gv对MRLD梁阻尼特性的影响.研究表明,在给定激励位移下,当Gv较小时,MRLD与CLD的阻尼一样.增加Gv引起阻尼层滑移,在Gv增加的开始阶段,MRLD表现出比CLD更好的阻尼特性,但进一步提高Gv,MRLD的阻尼性能开始降低并将低于CLD.此外,增加位移激励,使MRLD的阻尼大于CLD阻尼的有效剪切模量Gv的区域向剪切模量小的方向移动;所对应最大阻尼的剪切模量Gvopt也如此.     

主动约束层阻尼圆柱壳的环向占优模态控制

基于作者最近对主动约束层阻尼（ACLD）圆柱壳的建模研究基础,通过数值算例进一步研究了电压分布方式对ACLD圆柱壳减振效果的影响,重点放在控制方式以及驱动电压的施加方案上.大量的数值计算表明,在多种外激励下的ACLD圆柱壳,采用环向占优模态控制方案,具有最佳的振动抑制效果,进而提出了环向占优模态控制策略的概念.     

基于凸壳的约束信息扩展方法

提出了一种新的约束信息扩展方法。该方法先利用给定的标记信息建立凸壳,然后扫描整个数据集,选择在凸壳内的数据点作为候选集并做进一步判断;对于凸壳间的公共数据,采用凸多边形最优三角剖分的方法来确定这些数据最终应加入的标记信息集。该约束信息扩展方法在四类数据集上验证了算法的有效性。     

功能梯度薄壁圆柱壳的自由振动

研究了由功能梯度材料制成的薄壁圆柱壳的自由振动.采用幂律分布规律描述功能梯度材料沿厚度的梯度性质,根据Donnell壳体理论,导出了功能梯度材料薄壁圆柱壳线性振动的简化控制方程.基于此理论分析了功能梯度圆柱壳的自由振动特性,给出了两端简支功能梯度材料薄壁圆柱壳小挠度固有振动的频率公式.以简支圆柱壳作为算例,与前人结果及有限元法对比验证了该简化功能梯度薄壁圆柱壳理论的正确性,同时讨论了周向波数及梯度指数对其频率的影响.     

静水压与阻尼覆盖层对圆柱壳声辐射的影响

基于有限元和边界元法,对水下结构的耦合振动和声辐射进行了数值计算。首先利用ANSYS软件建立声振模型,并计算流固耦合振动;再利用SYSNOISE软件计算辐射声场,分析了水深及阻尼材料对加肋圆柱壳水下振动和声敷设的影响。结果表明：研究圆柱壳的水下声辐射时必须考虑静水压力的作用,阻尼材料能够有效降低结构的振动及声辐射。为实艇降噪治理方案的设计及效果预估提供参考。     

功能梯度三相复合材料圆柱壳的非线性振动研究

论文研究了一种由环氧树脂、石墨烯纳米片、碳纤维制成的功能梯度三相复合材料圆柱壳的非线性振动响应.基于一阶剪切变形理论和von-Karman几何非线性关系,考虑到温湿效应、气动力和外激励的共同作用,利用Hamilton原理建立了两端固支圆柱壳的非线性偏微分运动方程.利用Galerkin法将非线性偏微分运动方程离散成一组相互耦合的二阶非线性常微分方程,利用伪弧长延拓法求解非线性常微分方程组,给出对应的幅频响应曲线.本论文中仅考虑湿度和外激励等参数的变化对新型三相复合材料圆柱壳结构非线性振动响应的影响,分析了湿度和外激励的变化对功能梯度三相复合材料圆柱壳共振响应的影响.     

基于磁阻尼的超低频绝对振动传感器机理研究

通过分析普通磁电式速度传感器在测量超低频绝对振动信号时存在固有缺陷带来的问题,介绍了基于磁阻尼的超低频绝对振动传感器机理,系统用磁阻尼代替机械阻尼工作,克服了普通磁电式速度传感器体积大、质量大、不便运输等问题,下限频率达到了0.25 Hz。     

恒定磁场中简支圆柱壳的磁弹性振动分析

依据电磁场方程及相应的电磁本构关系,给出了作用于圆柱壳体上的电磁力及力矩表达式.在此基础上,分别推得了纵向和横向磁场中圆柱壳体的磁弹性轴对称振动方程.针对两端简支约束条件,通过位移函数的设定,得到了相应的有阻尼振动微分方程.通过算例,给出了系统衰减振动的响应曲线图和相图,分析了磁感应强度和壳体厚度对系统振幅衰减速度的影响.结果表明,通过改变磁感应强度可以达到控制系统振动的目的.     

弹性预紧约束非线性对结构振动的影响

针对大型空间可展开结构中存在的关节非线性间隙约束问题,研究弹性预紧约束非线性对结构动态特性的影响.首先,基于轴向拉伸力学模型,构造了轴向拉伸关节三维梁单元.其次,使用Kelvin-Voigt接触及Coulomb摩擦模型,建立了粘弹性预紧约束下整体结构非线性动力学方程,继而分析了不同预紧约束下关节对结构非线性振动的影响.结果表明,在关节非线性约束下,结构振动传递特性的高频响应增加,低阶振动能量传递到高阶振动上.     

双层圆柱壳振动传递及声辐射试验研究

对有限长的敷设阻尼材料的加筋双层圆柱壳进行振动和声辐射试验,测量了壳体的结构响应和水中的辐射声压。对全部敷设隔声去耦材料、内壳全部敷设隔声去耦材料、外壳全部敷设以及外壳部分敷设4种工况下的近场声压进行了对比,分析了单频激振时内外壳间的振动传递特性。结果表明:托板在内外壳的振动传递中起着较大的作用;且内外壳全部敷设隔声去耦材料对抑制振动和声辐射很有效。     

薄壁圆柱壳的高阶模态振动特性研究

采用解析法研究了不同边界条件下薄壁圆柱壳的高阶模态振动特性.首先基于Love壳体理论,在简支-简支、固支-固支和固支-自由三种边界条件下,通过伽辽金法建立了动力学模型,对模态特性进行求解,得到了高阶固有频率和三维模态振型,并通过文献和有限元法进行了比较.算例结果表明,两端简支边界条件下采用解析法得到的固有频率误差值不超过2%,当周向波数较小时固有频率先减小后增加,在高阶时的固有频率逐渐升高,当轴向半波数增加时固有频率明显增大,通过解析法、文献和有限元法得到的三维模态振型相吻合.     

Nonlinear vibration and stability of a shallow unsymmetrical orthotropic sandwich shell of double curvature with orthotropic core

In this paper, nonlinear behaviours for a shallow unsymmetrical, orthotropic sandwich shell of double curvature with orthotropic core having different elastic characteristics have been studied by a new set of uncoupled differential equations. The face sheet may be of unequal thickness of different materials. However, a restriction that the elements radii of curvature be large compared to the overall thickness of the sandwich has been imposed.

A simple approach used in the present analysis can be applied for stability as well as vibration. For the symmetrical case, where the face sheets are of equal thickness and of same materials, these equations can be shown to reduce to those given by Grigolyuk in 1957. Numerical results of a square rectangular simply supported curved plate, and of a rectangular sandwich cylindrical shell under mechanical and dynamic loading, have been computed and compared with other known results.     

去耦瓦敷设方式对双层壳声特性影响试验研究

对有限长敷设隔声去耦材料的加筋双层圆柱壳进行了振动和声辐射试验,测量了壳体的结构响应和水中的辐射声压,对内外壳全部敷设、内壳全部敷设、外壳全部敷设以及外壳部分敷设隔声去耦材料4种敷设方式进行了对比.结果表明:内外壳全部敷设隔声去耦材料对抑制振动和声辐射最有效,而且,部分敷设隔声去耦材料对水下航行器敷设隔声材料的位置选择具有一定的参考价值.     

用Timoshenko修正理论研究有梯度界面层双材料梁的振动特性

采用Timoshenko梁修正理论研究了有梯度界面层双材料梁的振动问题,利用静力方程确定了有梯度界面层双材料梁的中性轴位置,在此基础上应用Timoshenko梁修正理论建立了有梯度界面层双材料梁的振动方程,求得其自振频率表达式及其在简谐荷载作用下强迫振动的解析解.讨论分析了梯度界面层高度等因素对有梯度界面层双材料梁的振动影响,并用有限元法验证了Timoshenko梁修正理论.通过实例计算,得到了梯度界面层高度等因素对有梯度界面层双材料梁振动特性有较大影响的结论.     

Chaotic oscillations of a shallow cylindrical shell with a concentrated mass under periodic excitation

This paper presents effects of a concentrated mass on chaotic oscillations of a shallow cylindrical shell under gravity and periodic acceleration. The rectangular shell is simply supported and is elastically in-plane constrained. Assuming mode functions, the Donnell equation with inertia force is reduced to non-linear coupled differential equations by the Galerkin method. The chaotic response is calculated numerically and is examined by the maximum Lyapunov exponent. Dominant chaotic responses are generated within restricted frequency regions of sub-harmonic resonance of 1/2 order. As the concentrated mass increases, the chaotic response is shifted to the lower frequency region. The increment of the concentrated mass decreases the maximum Lyapunov exponent.