不同阻尼层材料对交替层合各向异性阻尼结构动态性能的影响

采用正交试验极差分析方法,研究了各阻尼层对7层各向异性交替层合阻尼结构阻尼性能和刚度的影响大小规律,并在此基础上就不同阻尼层材料对结构性能的影响进行探讨。结果表明：对于7层交替层舍的各向异性阻尼结构而言,对结构刚度影响最大的阻尼层为第4层,对结构内耗值大小与频率范围和温度范围影响最大的阻尼层分别为第2层和第6层;结构内耗的温频特性与各阻尼层材料及其厚度密切有关,一般第2层越厚,其内耗的频率特性越好。     

阻尼结构减振性能的测试及分析

车身壁板的振动和噪声影响车辆NVH性能,在车身壁板粘贴阻尼衬层能够起到减振降噪的作用。利用强迫共振法测试基板(钢板)、自由阻尼结构(钢板+纯橡胶)、约束阻尼结构(钢板+纯橡胶+约束层)以及多层阻尼结构(钢板+纯橡胶+约束层+纯橡胶)四种阻尼结构试样。分析试样频谱图共振曲线得到如下结论:钢板附上衬层后的共振频率均要比原钢板试样的共振频率小;自由阻尼结构、约束阻尼结构、多层阻尼结构相对于基板的减振百分比分别为64.19%、71.77%、73.66%,减振效果依次增强;钢板、自由阻尼结构、约束阻尼结构、多层阻尼结构的阻尼因子分别为0.008、0.019、0.030、0.032,阻尼因子越大,阻尼性能越好,减振性能越强。并且从微观力学角度,对自由阻尼结构、约束阻尼结构、多层阻尼结构的减振机理进行了分析。     

层间过渡约束阻尼梁有限元建模与振动-阻尼特性分析

三层约束阻尼结构常被用于工程结构的减振降噪设计中,为了增加其抗振性能,可在黏弹层和基层中间加入一层"过渡层",从而构成一种新的层间过渡约束阻尼结构。基于一阶剪切变形理论和哈密顿原理建立有限元模型,对该结构进行相应的振动和阻尼特性分析。为验证该模型正确性,与解析解进行对比,二者计算结果吻合良好。以悬臂阻尼梁为例,与传统的约束阻尼梁进行对比,计算结果表明增加"过渡层"可以增大结构的损耗因子,进而提高减振耗能效果。同时还讨论了过渡层的材料如何选择以及其参数对系统的固有频率和损耗因子的影响,为进一步的优化工作及实际工程应用提供了一定的参考。     

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.     

芳纶毡体/阻尼弹性薄膜复合材料的吸声隔声性能

制备了非织造芳纶毡体、阻尼弹性薄膜及双层、三层结构的非织造芳纶毡体/阻尼弹性薄膜复合材料;利用驻波管测试方法研究了非织造芳纶毡体厚度及不同复合结构对复合材料吸声性能的影响;利用混响室-消声室法研究了各试样的隔声性能。结果表明:三层复合材料的吸声隔声性能优于两层复合材料的;对于厚度相同的三层复合材料,表层材料应选择吸声性能较好的材料。     

阻尼层厚度对复合材料夹芯板自由振动的影响

由于夹芯层的高阻尼结构,复合材料夹芯板结构具有较好的减振降噪的作用,因此在高端科技中得到大量的应用。基于经典板理论推导了复合材料夹芯板的振动平衡方程,首先通过实例验证了所推导的平衡方程的正确性,其次分两种情况研究了阻尼层厚度对复合材料夹芯板的自由振动的影响,结果表明:弹性层不变和总厚度不变两种情况下,随着阻尼层厚度的增大,前四阶固有频率逐渐降低,损耗因子值逐渐增大,并且后一种情况下更易获得较大的损耗因子值。     

空气阻尼对横向振动微谐振器的影响

在一维动力学模型的基础上,对横向振动微谐振器的振动性能进行了研究,并对计入空气阻尼和未计入空气阻尼两种情况进行了比较,在对空气阻尼的计算中,计入了稀薄气体效应.研究发现在低频驱动下,两种计算模型振动幅度非常接近,但是在驱动电压频率与横向振动微谐振器的固有频率接近时,两种模型振幅差别大大增加,振幅差增大的主要影响因素是空气阻尼的作用.同时发现空气阻尼对横向振动微谐振器的谐振频率影响很小.     

敷设阻尼薄板隔声性能的测试与计算分析

首先,采用脉冲响应衰减法测试了敷设阻尼薄板的阻尼损耗因子,分析了阻尼敷设比例及薄板的悬挂状态对薄板阻尼损耗因子的影响;其次,在混响-全消室中测试了敷设阻尼薄板的隔声量,比较了不同阻尼敷设比例薄板的测试结果;最后,建立了敷设阻尼薄板隔声量计算分析模型,隔声量计算值与试验值吻合较好,验证了计算模型的有效性。研究了敷设阻尼材料厚度与敷设比例对薄板结构隔声性能的影响,综合考虑轻量化和隔声性能,分析了阻尼材料厚度与敷设比例对薄板降噪效率的影响,并以降噪效率最大为目标进行了薄板隔声特性的优化。     

基于模态振型的自由阻尼层厚度分布优化

阻尼材料的敷设位置和敷设厚度分布对结构减振效果有较大影响,针对阻尼材料敷设厚度分布优化问题,提出了一种基于模态振型的阻尼层敷设厚度分布优化方法。该方法用一组模态振型线性组合来定义阻尼层厚度分布函数,将模态参与因子作为设计变量来优化阻尼层厚度分布。研究了给定阻尼材料下自由阻尼层厚度分布优化问题,数值算例表明,与均匀敷设阻尼相比,阻尼层敷设厚度分布优化后的结构能更有效地抑制结构振动,提高阻尼材料的利用率。     

管状对称阻尼减振降噪结构的优化

管状对称阻尼减振降噪结构有着结构损耗因数值大、用途广泛的优点，然而也存在着其结构参数互为耦连、参数不易合理选取的难题。建立了间隔及非间隔弹性约束层式管状对称结构的几何参数模型，对单阻尼层和多阻尼层式结构的几何参数及其对结构损耗因数的贡献开展了研究，并对该类结构进行了参数优化。把理论研究成果应用于轻轨列车转向架减振降噪装置的开发中。按照实用条件进行扫频动态试验，对结构优化模型进行试验验证并对开发出的装置进行了性能试验。结果表明，试验数据与理论模型有着良好的吻合性。     

铝合金板阻尼特性测试方法的分析

为了获得铝合金板即典型结构件的阻尼特性参数——阻尼比ξ值,文中对两种铝合金板件(普通铝和高阻尼铝)采用悬臂梁自由衰减振动法,较简便、准确地测得材料的ξ值。这里详细介绍了该测试试验的理论依据、实施条件、操作步骤和其准确度的仿真验证;并通过对后续试验数据进行处理和对比分析,得出高阻尼铝ξ值为普通铝的1.8倍;且高阻尼铝本身表现出非定值阻尼特性。上述试验结论将为结构减振及优化设计提供借鉴。     

考虑连接性的三明治阻尼复合结构拓扑优化设计

三明治阻尼复合结构的力学性能取决于阻尼层材料的性能,综合考虑该结构的阻尼性能和可制造性要求,提出了一种面向结构宏观性能并考虑连接性的三明治阻尼复合结构拓扑优化设计方法。以最大化结构模态阻尼比为目标,考虑微结构刚度相材料的连接性,通过组合强制性连接约束法和非线性扩散法,构建了连接性约束下的阻尼复合材料微结构的优化设计模型,并结合3D打印技术实现了三明治阻尼复合结构的制造。运用所提方法对典型结构进行优化设计,得到了刚度相保持连接的阻尼复合结构,且优化后的结构阻尼变大,结构的频率响应变小,实现了三明治阻尼复合结构材料结构设计制造协同优化设计。仿真和实验结果表明,在微结构上存在最优的阻尼材料体积分数使优化后的三明治结构频率响应最小。     

基于跑车余振的混凝土梁桥阻尼比估算方法

分析了混凝土梁桥跑车余振信号的特点,提出桥梁自由衰减振动分段幅值估算阻尼比的方法,以提高阻尼比的识别精度。该方法通过对结构余振信号分段截取做FFT变换,利用相邻两块数据的幅值求得其阻尼比。仿真分析比较了该方法与传统半功率点法估算结构阻尼比的精度,结果表明该方法在有限衰减数据长度内精度优于传统半功率点法。利用该方法对某混凝土连续刚构桥的跑车余振信号进行阻尼比识别,得到前两阶竖弯频率对应的阻尼比,识别结果稳定,可作为该桥的实际阻尼比。     

Damping analysis of beams covered with multiple PCLD patches

An analytical approach for vibration damping analysis of beams with partial passive constrained layer damping (PCLD) treatments is extended to the case where the structure is covered by multiple patches. The energy-based approach and assumed-mode method are used to derive the equations governing the vibration displacement responses of the system, which is characterized in terms of the identical transverse displacement of all layers, and the longitudinal displacements of the base beam and the constraining layers. Furthermore, the longitudinal displacements of the base beam and constraining layer are independent of each other, which is in contrast to Kerwin's weak core assumption. The direct frequency response method is employed to determine the modal loss factors of the damped beam in a frequency range of interest. A convergence study is made on the damped beam to determine appropriate numbers of the mode functions for frequency response function (FRF) calculations. Parametric studies are performed with the established analytical approach and the determined numbers of mode functions to study the effects of dividing a PCLD patch into two pieces in different length ratios and also the spacing between the patches on the damping performance of a simply supported beam.     

用于飞轮微振动抑制的黏弹性-干摩擦阻尼环设计

工程界采用阻尼环抑制飞轮的发射段振动放大和在轨微振动,其抑振机理之一为动力吸振器。受飞轮工作环境的宽域温差影响,阻尼环中采用的黏弹性材料的阻尼和刚度性能将发生变化,破坏有阻尼动力吸振器工作的最优参数条件。针对该问题,进一步研究阻尼环各界面可能存在的干摩擦阻尼的影响机理。建立了黏弹性-干摩擦阻尼环-飞轮系统的多自由度集中参数模型,首先不考虑干摩擦阻尼,根据飞轮系统的有效模态质量确定了黏弹性阻尼环的最优参数;然后以该最优参数为初值,利用遗传算法得到了干摩擦阻尼环和黏弹性-干摩擦阻尼环的最优参数。对比分析了黏弹性阻尼环、干摩擦阻尼环和黏弹性-干摩擦阻尼环在最优参数及非最优参数下飞轮传递到基础的扰动力响应。结果表明,干摩擦阻尼能进一步拓宽黏弹性阻尼环的抑振频率范围,并提高其鲁棒性。     

阻尼减振技术在船用齿轮箱中的应用研究

对敷设粘弹性阻尼层的齿轮箱装置的减振效果进行了分析。选定一种粘弹性材料添加到齿轮箱下箱体油底壳的内外壁上,建立了有限元分析模型,进行了模态分析、动态响应与结构噪声计算,研究了在油底壳内壁、外部敷设不同厚度阻尼层对齿轮箱振动性能的影响,为阻尼减振技术在齿轮系统的应用提供科学理论依据。     

基于结构能量准则的阻尼器位置及参数优化

针对振动系统中阻尼器位置及参数优化问题,提出了分步优化方法,在考虑阻尼器自身重量的影响下,通过对一般阻尼结构模态阻尼比位置灵敏度的分析,建立了阻尼器位置优化模型,并根据结构能量最小的优化准则及阻尼器质量的约束条件,得到了相应部位上的阻尼器优化参数.以弹簧-质量振荡系统和板壳结构为例,进行了数值仿真验证,结果表明该方法可...     

高分子复合减振钢板的研究及其应用进展

由钢板和高分子材料复合制得的减振钢板是近年来国内外迅速发展的新型材料，具有显著的减振、降噪的作用，是振动、噪声场合替代纯金属板材的理想环保产品。论述了减振钢板的制造方法、减振性能和成形性能，简述了减振钢板在国内外的应用进展和应用实例．并提出了今后研究减振钢板应重视的问题。