● 摘要
随着环境保护意识的提高和振动与噪声控制标准的日益严格,振动与噪声的阻尼控制在飞机和汽车等载运工具的结构设计中已成为重要需求,其中研究轻型高阻尼复合结构以更充分发挥层合阻尼结构的阻尼潜能已成为复合阻尼结构领域的前沿研究热点。本文将各向异性组合设计和分散多阻尼层交替层合设计同时引入层合阻尼结构中,旨在通过理论和实验研究,获得该新构想的阻尼结构的阻尼特性及其结构阻尼调制机理。并探索构建该交替层合分散多阻尼层各向异性阻尼结构损耗因子的理论简化计算公式。该结构为由阻尼材料薄层与高强度各向异性弹性材料薄层多层交替层合而成的轻型高阻尼各向异性层合阻尼结构。目前国内外尚未见相关影响规律的实验研究和结构阻尼调制机理的报导。本文首先推导核实了单阻尼层芯的各向异性层合阻尼结构损耗因子的相关理论公式并编制了相应的求解软件和优化计算程序,并通过大量运算对其阻尼特性进行了影响规律分析与探讨。继而借助动态力学分析仪(DMA Q800)和加工成形设备等进行了大量的实验研究,探讨了分散多阻尼层与集中阻尼芯层各向异性层合阻尼结构之间内耗和刚度性能的差异。根据层数优化的结果研究了7层交替层合各向异性阻尼结构主次影响因素。分别考察了主控各向异性层的铺设角度和厚度、主控阻尼层的厚度和不同阻尼层材料组合、不同粘结层材料和厚度、不同边界条件和应变振幅、厚度和铺设角度非对称等众多因素对该结构阻尼的影响规律。验证了利用ANSYS数值分析软件从模态阻尼分析角度所得的交替层合各向异性阻尼结构损耗因子和应变能的一系列参数影响规律与本文实验结果的吻合性。最后探讨了其结构阻尼调制机理,创建了相关简化计算公式。
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