【摘要】：蜂窩紙板是一類非金屬多孔夾層結構緩沖材料,具有良好的緩沖防振性能,被廣泛應用于產品防護與包裝工程領域。本文采用解析分析和有限元法研究了蜂窩紙板-質量系統(tǒng)固有頻率的解析公式,提出了系統(tǒng)振動阻尼能量耗散的計算方法,分析了蜂窩結構參數和載荷質量對系統(tǒng)固有頻率和能量耗散的影響規(guī)律。本文的主要內容包括:首先,對組成蜂窩紙板的原紙進行拉伸實驗,對蜂窩紙板進行靜態(tài)壓縮實驗和振動傳遞特性實驗,獲得了材料工程常數和力學性能,為有限元分析和理論分析提供實驗支持。其次,基于單自由度線性系統(tǒng)理論推導了與蜂窩結構參數和載荷質量相關的系統(tǒng)固有頻率解析公式,該式表明蜂窩紙板-質量系統(tǒng)的固有頻率與蜂窩紙板的表面積、紙板的厚度、芯紙的縱向彈性模量、芯紙的厚度、蜂窩胞元邊長、質量塊的質量有關。再次,建立了蜂窩紙板有限元仿真模型,分析了其面外壓縮性能,驗證了有限元模型和材料工程常數測試結果的可靠性。在此基礎上建立了蜂窩紙板-質量系統(tǒng)的振動有限元仿真模型,通過模態(tài)分析獲得了解析公式的修正系數,并實驗驗證了固有頻率的解析結果,進一步基于該解析公式研究了蜂窩結構參數和載荷質量對系統(tǒng)固有頻率的影響規(guī)律。結果表示隨著蜂窩胞元邊長、紙板厚度和載荷重量的增加,系統(tǒng)固有頻率均減小。最后,評估了蜂窩紙板的阻尼性能,表征了蜂窩紙板的振動傳遞特性曲線,進一步探究了蜂窩紙板-質量系統(tǒng)振動過程中能量耗散計算方法,并分析了蜂窩胞元邊長、紙板厚度和載荷質量對蜂窩紙板的阻尼性能、系統(tǒng)阻尼耗能的影響規(guī)律。結果說明蜂窩紙板的振動傳遞特性曲線可分為三個區(qū)域(平臺區(qū)、放大區(qū)和衰減區(qū)),振動傳遞率可用分段函數表示為頻率的函數,蜂窩結構參數對蜂窩紙板-質量系統(tǒng)每個區(qū)域的能量耗散和振動過程中總耗能的影響規(guī)律相同,載荷質量對平臺區(qū)耗能和總耗能的影響不大,但是對放大區(qū)和衰減區(qū)的耗能影響較大。
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TB484

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