【摘要】：夾層板結(jié)構(gòu)憑借其優(yōu)越的力學(xué)性能,在眾多工程制造領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注,其中在船舶工程和航天工程等領(lǐng)域最為顯著。作為一種新型板材結(jié)構(gòu),其比較典型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是輕量化、板架形式簡(jiǎn)單,由于有些夾層板芯層為特殊材料或結(jié)構(gòu),所以吸能性能顯著,且抗疲勞、抗腐蝕,同時(shí)空間利用率高,并且具有濾波、抗沖擊和減振降噪等優(yōu)點(diǎn)。在船舶制造中,為簡(jiǎn)化由于船體骨架和板材特殊的布置方式導(dǎo)致的復(fù)雜結(jié)構(gòu)形式,常常使用夾層板結(jié)構(gòu)從而有效的解決這些問題。本文首先以SPS夾層板為對(duì)象進(jìn)行數(shù)值仿真研究,基于普通鋼制艙口蓋結(jié)構(gòu)形式建立了大型SPS艙口蓋模型,并對(duì)比分析了兩種艙口蓋的振動(dòng)性能。而后應(yīng)用振動(dòng)統(tǒng)計(jì)特性理論對(duì)點(diǎn)陣夾層結(jié)構(gòu)和芯層連續(xù)的各向同性?shī)A層結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性分析,所得的結(jié)論對(duì)艦船減振防護(hù)設(shè)計(jì)起到參考作用。本文主要研究?jī)?nèi)容和相關(guān)結(jié)論如下:(1)基于對(duì)傳統(tǒng)加筋板、鋼板、SPS夾層板的相互對(duì)比來研究其振動(dòng)特性,同時(shí)對(duì)SPS夾層板進(jìn)行參數(shù)化分析。通過對(duì)比不同結(jié)構(gòu)諧響應(yīng)下分析和功率譜分析可知,SPS夾層板的響應(yīng)幅值最小。在改變SPS夾層板結(jié)構(gòu)的面板厚度、芯層厚度、芯層彈性模量后,得到了減振性能最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。(2)以鋼制艙口蓋模型作為參考,設(shè)計(jì)其等效的SPS艙口蓋的概念模型,并對(duì)其振動(dòng)性能進(jìn)行對(duì)比分析。在自重情況下可以得到兩艙口蓋的強(qiáng)度和剛度相近的結(jié)果,且設(shè)計(jì)的SPS艙口蓋減重12%。通過對(duì)比諧響應(yīng)分析和功率譜分析可知,SPS艙口蓋的響應(yīng)幅值最小,減振性能最優(yōu)。(3)通過Kagome點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)的狀態(tài)方程研究其非線性振動(dòng)響應(yīng)問題,同時(shí)分別考察了其在高斯白噪聲激勵(lì)單獨(dú)作用,面內(nèi)諧和與高斯白噪聲激勵(lì)聯(lián)合作用下的橫向響應(yīng)統(tǒng)計(jì)特性。運(yùn)用矩函數(shù)微分方程法推導(dǎo)了系統(tǒng)的二階穩(wěn)態(tài)矩,并討論了系統(tǒng)參數(shù)對(duì)其影響,利用Monte Carlo數(shù)值仿真驗(yàn)證了本文近似方法的正確性。(4)憑借Reddy三階剪切變形理論,建立各向同性芯層連續(xù)的夾層板在橫向外激勵(lì)作用下的數(shù)學(xué)模型,而后基于多尺度方法得到無量綱化的狀態(tài)方程,并推導(dǎo)出在1:2內(nèi)共振下的狀態(tài)方程,通過計(jì)算得到其幅頻響應(yīng)曲線,并討論了系統(tǒng)參數(shù)對(duì)其影響,最后運(yùn)用四階龍哥庫(kù)塔方法證明分析結(jié)果的正確性。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U661.4

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本文編號(hào)：2787021