本文關(guān)鍵詞：三維周期柔性機構(gòu)動態(tài)特性與阻尼特性分析

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【摘要】：現(xiàn)代社會高速發(fā)展,在科技創(chuàng)新向“精、尖、細(xì)”邁進(jìn)的同時,人們對材料性能的要求也愈加嚴(yán)格。質(zhì)輕且具有良好的阻尼特性、能用于減振降噪的多性能復(fù)合材料成為研究的熱點,越來越受到人們的關(guān)注。三維周期陣列柔性機構(gòu)是一種主要面對低階頻率減振降噪的新型阻尼結(jié)構(gòu),通過在單胞的兩塊柔性薄板之間添加柔性支架或填充阻尼液體,最終形成以陣列排布的周期柔性機構(gòu)。該機構(gòu)不僅具有阻尼特性好、結(jié)構(gòu)可設(shè)計等優(yōu)點,而且在航海、車輛、建筑和交通等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。本文主要對兩種周期柔性機構(gòu)進(jìn)行了分析,首先研究了施加微穿孔板和填充阻尼液體的柔性機構(gòu)的動態(tài)特性和阻尼特性,然后對含有雙層機械支架的柔性機構(gòu)的動態(tài)特性和阻尼特性進(jìn)行了分析。主要研究內(nèi)容和結(jié)論包括： 對施加微穿孔板和填充阻尼液體的柔性機構(gòu),首先對周期機構(gòu)中的單胞分析,利用牛頓第二定律和不可壓縮液體體積不變的性質(zhì),建立柔性機構(gòu)單胞的振動方程。然后結(jié)合其滿足的運動條件在MATLAB軟件中編制相應(yīng)的算法程序,通過修改模型的尺寸參數(shù)進(jìn)行振動方程的求解和傳遞函數(shù)的擬合,最終推導(dǎo)出傳遞函數(shù)中系數(shù)與模型參數(shù)間存在的關(guān)系,從而更精確地對柔性機構(gòu)的動態(tài)特性進(jìn)行設(shè)計。此外,還研究了機構(gòu)的阻尼特性。結(jié)果顯示,機構(gòu)在加入阻尼后振動明顯減弱,表現(xiàn)出良好的減振效果。 對于含雙層機械支架的周期柔性機構(gòu),首先基于振動的理論基礎(chǔ)和傳遞函數(shù)的物理意義,考慮了機構(gòu)尺寸和阻尼系數(shù)對機構(gòu)傳遞函數(shù)和阻尼特性的影響。然后在有限元軟件ANSYS中建立單胞的有限元模型,利用有限元仿真得出其頻率、振幅以及相位三者的結(jié)果數(shù)據(jù)。通過不斷修改模型的尺寸參數(shù)對模型進(jìn)行仿真分析和傳遞函數(shù)的擬合,最終推導(dǎo)出阻尼系數(shù)和尺寸參數(shù)對機構(gòu)傳遞函數(shù)的影響,并解析了兩者的關(guān)系式。 總之,本文通過理論推導(dǎo)和數(shù)值仿真相結(jié)合的方法,研究了兩種周期柔性機構(gòu)的動態(tài)特性與阻尼特性,這對于三維周期柔性阻尼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步研究和應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：柔性機構(gòu) 低頻 減振 阻尼特性 傳遞函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TB535;TH112
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 柔性機構(gòu)概述10-13
• 1.2.1 柔性機構(gòu)簡介10-12
• 1.2.2 柔性機構(gòu)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 復(fù)合材料概述13-15
• 1.3.1 復(fù)合材料的含義與分類13-14
• 1.3.2 阻尼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料14-15
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點15-17
• 1.4.1 本文主要研究內(nèi)容15-16
• 1.4.2 本文的主要創(chuàng)新點16-17
• 2 理論部分17-31
• 2.1 機械振動17-23
• 2.1.1 無阻尼單自由度系統(tǒng)的振動17-18
• 2.1.2 有阻尼單自由度系統(tǒng)的振動18-21
• 2.1.3 無阻尼多自由度系統(tǒng)的振動21-23
• 2.1.4 有阻尼多自由度系統(tǒng)的振動23
• 2.2 傳遞函數(shù)23-25
• 2.2.1 傳遞函數(shù)的理論推導(dǎo)24
• 2.2.2 傳遞函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用24-25
• 2.3 阻尼特性描述25-29
• 2.3.1 阻尼產(chǎn)生機理和表示方法25-26
• 2.3.2 阻尼材料動態(tài)性能的測定26-29
• 2.4 微穿孔板29-30
• 2.4.1 單微孔阻抗率的推導(dǎo)29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 3 雙層微穿孔板柔性機構(gòu)動態(tài)及阻尼特性分析31-53
• 3.1 柔性薄板變形體積理論推導(dǎo)32-34
• 3.2 機構(gòu)單胞內(nèi)液體運動的理論推導(dǎo)34-38
• 3.2.1 機構(gòu)中不加微穿孔板34-35
• 3.2.2 機構(gòu)中加入雙層微穿孔板35-38
• 3.3 機構(gòu)單胞內(nèi)柔性薄板的振動方程38-39
• 3.4 算例分析39-51
• 3.4.1 無阻尼特性分析39-45
• 3.4.2 有阻尼特性分析45-51
• 3.5 本章小結(jié)51-53
• 4 雙層支架柔性機構(gòu)動態(tài)及阻尼特性分析53-73
• 4.1 有限單元法簡介53-54
• 4.2 利用ANSYS對柔性機構(gòu)模型分析54-56
• 4.2.1 柔性機構(gòu)模型前處理54-55
• 4.2.2 柔性機構(gòu)加載及求解55-56
• 4.2.3 柔性機構(gòu)模型后處理56
• 4.3 數(shù)值分析56-72
• 4.3.1 無阻尼柔性機構(gòu)特性分析56-63
• 4.3.2 有阻尼柔性機構(gòu)特性分析63-70
• 4.3.3 參數(shù)變化對固有頻率以及振動特性的影響70-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論史情況78-79
• 致謝79-80

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1133557