在船舶與海洋工程領(lǐng)域,隨著人們對船艦結(jié)構(gòu)的安全性、先進(jìn)性及生活的舒適性等要求的逐步提高,船艦的振動及噪聲控制受到了研究人員的持續(xù)關(guān)注,其在工程實(shí)踐和理論研究中具有十分重要的意義。而被動控制所敷設(shè)的阻尼材料應(yīng)該具備阻尼性能好,減振頻帶寬,適用性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)才能被廣泛應(yīng)用于大型船舶、艦艇、魚雷等軍用和民用工業(yè)的減振降噪措施中,因此研究分析影響阻尼材料減振降噪方面作用效果的因素就顯得尤為重要。其中對于阻尼材料而言,材料的損耗因子是其耗散振動噪聲能量的主要因素,其次不同的工作環(huán)境也會對阻尼材料的減振效果帶來影響。所以本文主要就研究了敷設(shè)不同阻尼比的阻尼材料結(jié)構(gòu)在不同工作環(huán)境中的結(jié)構(gòu)振動模態(tài)以及聲輻射響應(yīng)特性,借助于有限元結(jié)構(gòu)仿真模擬和聲學(xué)邊界元數(shù)值分析法聯(lián)合計(jì)算實(shí)現(xiàn)對這一問題的理論求解分析,通過分析各個有限元結(jié)構(gòu)模型的振動模態(tài)圖與聲功率級線譜圖分析出阻尼層的阻尼比在數(shù)值上的差異對結(jié)構(gòu)振動特性以及響應(yīng)特性方面的抑制作用,在不同工作環(huán)境下對振動特性以及聲輻射特性的影響效果,具有一定的工程實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和理論研究意義。首先講解了振動噪聲對于生產(chǎn)生活的危害性及人們應(yīng)對措施措施,梳理了有關(guān)結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析理... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

自由阻尼層結(jié)構(gòu)

問?囊覽狄?及對結(jié)構(gòu)真實(shí)工作環(huán)境的過度簡化，這正是發(fā)展圓柱殼體振動特性及聲輻射傳播理論亟待解決的問題之一。1.3阻尼材料層和阻尼模型概述1.3.1阻尼材料層的研究概述在工程實(shí)踐中常見的減振降噪方法主要有以下三種：控制振源振動，阻隔振動的傳播，控制目標(biāo)結(jié)構(gòu)的受迫振動幅度。經(jīng)過長期的實(shí)踐應(yīng)用，阻尼損耗因子的增加可以在這三個層面上均可起到減振效果。而對于有限長薄壁圓柱殼結(jié)構(gòu)的減振措施最為簡單實(shí)用的方法就是在其表面敷設(shè)阻尼材料層——自由阻尼層殼體結(jié)構(gòu)；添加阻尼夾層；約束阻尼層殼體結(jié)構(gòu)。如圖1.1和圖1.2所示就是這兩種不同阻尼層的敷設(shè)示意圖。圖1.1自由阻尼層結(jié)構(gòu)圖1.2約束阻尼層結(jié)構(gòu)目前而言船艦結(jié)構(gòu)物的減振降噪的常用方法有隔振法和阻尼層敷設(shè)法，前者通過減振設(shè)備來主動降低振動的傳遞，主要應(yīng)用于工程機(jī)械零件；后者則是通過敷設(shè)阻尼材料層來控制消耗振動能量，以此降低共振幅度和減少結(jié)構(gòu)噪聲，主要應(yīng)用于薄壁的殼類板材。通過敷設(shè)諸如約束層阻尼、自由阻尼層，或者內(nèi)置彈性夾層材料等阻尼材料處理方式，振動的能量耗散將會得提高從而有效地改善殼體的聲振特性。其中非均勻阻尼材料可以在較大的工作頻率范圍內(nèi)起到良好的減振降噪作用，尤其適用于板梁結(jié)構(gòu)、柱形結(jié)構(gòu)的前期優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此被廣泛地使用于艦船領(lǐng)域、汽車領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域等薄殼結(jié)構(gòu)的減振降噪的工程應(yīng)用中。在船艦正常航行的過程中，艇體會受到主機(jī)等機(jī)械設(shè)備的激勵從而形成許多高幅值的共振峰，然而改變結(jié)構(gòu)原本的設(shè)計(jì)，即采用不同的密度或者剛度的材料來避開高幅值的共振峰是十分困難的，這是因?yàn)楦淖兣炌У陌宀暮穸群屠甙宄叽邕�需要考量結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度和整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，所以采用在殼體表面上敷設(shè)阻尼自由阻尼基體基體阻尼層約束層基?

大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-11-2復(fù)合結(jié)構(gòu)的阻尼簡化模型2.1常用的阻尼研究模型2.1.1傳統(tǒng)流變學(xué)模型阻尼材料可分為線性、非線性兩個類別。若材料的力學(xué)特性表現(xiàn)為理想粘性與線彈性的組合模式，那么就稱為線性阻尼材料[50]。若材料的力學(xué)特性表現(xiàn)為非線性彈性、非理想流體變形，那么就稱做非線性阻尼材料。在研究材料的阻尼性質(zhì)的時(shí)候常常會基于以下四個基本假設(shè)：（1）連續(xù)性；（2）均勻性；（3）各向同性；（4）假設(shè)不對結(jié)構(gòu)施加初始應(yīng)力或初始形變。從線性阻尼材料出發(fā)，我們可以采用標(biāo)準(zhǔn)彈簧來模擬阻尼材料中的彈性部分，使用裝有牛頓流體的黏壺來模擬阻尼材料中粘性的部分，通過彈簧和水壺的不同組合來近似模擬不同的阻尼材料，其中最為主要的模型有以下五種類型：（1）Kelvin模型圖2.4kelvin模型示意圖Kelvin模型是由彈性零件部分與粘性零件部分并聯(lián)而成的，其中1和2分別為兩零件所受的應(yīng)力。如圖2.4所示。該模型的結(jié)構(gòu)受力方程組（2.1）如下：1212（2.1）其中為應(yīng)變。通過整理上述方程組可得Kelvin模型的本構(gòu)微分方程如下：（2.2）（2）Maxwell模型圖2.5Maxwell模型示意圖Maxwell模型是由彈性零件部分與粘性零件部分串聯(lián)而成。在某一應(yīng)力的作用下，粘性零件部分與彈性零件部分的應(yīng)變分別是1和2。該模型的結(jié)構(gòu)受力方程組（2.3）如下：

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本文編號：3558657