【正文】 廣西工學院本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)約束層阻尼梁動力學特性研究畢業(yè)論文 目 錄目 錄 0第1章 緒 論 1 1 2 4第2章 數(shù)值方法和基本理論 5 精細積分算法 5 言 5 精細積分法的基本原理 5 8 9 傳遞矩陣法 10第3章 被動約束層阻尼梁的控制方程 11 PCLD梁的控制方程 11 粘彈阻尼層的剪切應(yīng)變 13 粘彈阻尼層的法向平衡方程 13 基梁和約束層的中面作用力 14 PCLD梁的整合一階常微分矩陣方程 15第4章 被動約束層阻尼梁的動力學特性分析 20 精細積分法求解 20 21 21結(jié) 論 24參考文獻 25致 謝 29附 錄 30摘 要 根據(jù)基梁或約束梁的基本方程（平衡方程、內(nèi)力位移關(guān)系），推導出其一階常微分矩陣形式的控制方程，并進行驗證。 對黏彈層采用復常量剪切模型，考慮層與層之間的相互作用力，建立其一階常微分矩陣形式的控制方程，并進行驗證。 采用齊次擴容精細積分算法，對PCLD梁的控制方程進行求解，并了解約束層和黏彈層的幾何參數(shù)對其阻尼特性和動力學響應(yīng)的影響。由梁的基本方程出發(fā)，考慮粘彈性層與基板、約束層間的法向和切向相互作用力的影響，導出部分帶狀覆蓋被動約束層阻尼(Passive Constrained Layer Damping，PCLD)梁在兩端簡支情況下的一階常微分矩陣方程．方程的狀態(tài)向量由4個獨立的位移變量和內(nèi)力變量組成，可方便地應(yīng)用于位移和應(yīng)力邊界條件。同時，利用精細積分法和傳遞矩陣原理求解特征方程計算了多種情況下PCLD板的固有頻率和損耗因子。通過與參考文獻結(jié)果相比，驗證了本文方法的正確性。最后，分析了覆蓋位置和覆蓋率對結(jié)構(gòu)減振特性的影響。 關(guān)鍵詞：PCLD板；精細積分法；傳遞矩陣法；固有頻率；損耗因子 Abstract： Based on the thin plate theory， considering the effect of the normal and tangential interaction between the viscoelastic layer and host plate，constrained layer，the integrated first order differential matrix equation of the sandwich rectangular plate with partially passive constrained layer damping treatment(PCLD) is obtained for the simply supported boundary condition in two opposite edges．The statement vector of the proposed equation is posed of four displacement and internal force ponents，which can be applied to either displacement or stress boundary condition．At the same time，the eigen valve equation was solved by virtue of the precision integration approach and transfer matrix principle，and the nature frequencies and loss factors of the PCLD plate were also calculated under various conditions． The parison with the document has verified the correctness of the proposed method．Lastly，the influence of the covering placement and covering percentage on the vibration suppression characteristic were analyzed．Key Words：PCLD plate；precision integration approach；transfer matrix method；nature frequency；loss factor 1 課題研究的背景和意義111振動的危害性在工程中大多數(shù)機械和結(jié)構(gòu)，如工程機械、橋梁、大樓、大壩、電視發(fā)射塔、海洋工程結(jié)構(gòu)、機床、坦克裝甲車、汽車、火車、航天航空器、儀器設(shè)備等，都會承受變化的動荷載，因而不可避免地要出現(xiàn)振動。劇烈的振動將會導致零件和構(gòu)建裂紋的產(chǎn)生與擴展，最后使零件和構(gòu)件強度降低和疲勞破壞；振動還將導致軸承等摩擦副的磨損、齒輪等機構(gòu)的傳動失效、武器命中率降低、緊固件松脫及機械零件加工精度降低，并使交通運載工具舒適性大大降低；振動還消耗能量、降低效率；振動還將伴隨各種噪聲將人們的工作和生活壞境惡化。所以就非常有必要對各種不必要得振動進行振動控制。112振動控制的方法振動控制實際上就是振動抑制，也就是設(shè)法把振動的危害限制到最小限度或減少到容許的程度。振動控制可分為被動式和主動式（還有半主動式）的，前者屬于事先一次性設(shè)計的振動控制，后者利用反饋控制，自動進行振動控制。但由于主動和半主動減振技術(shù)的成本太高，因此其大量應(yīng)用十分緩慢。相比之下，被動式應(yīng)用更簡單有效，以下我們所談的就是前一種被動式振動控制。被動式的振動控制技術(shù)包括阻尼消振、運動隔振、力隔振與動力吸振技術(shù)。113被動式阻尼消振在系統(tǒng)振動過程中，阻尼具有消耗振動能量、使瞬態(tài)振動迅速衰減、并降低強迫振動的振幅、避免自激振動的產(chǎn)生及減少結(jié)構(gòu)傳遞振動的能力。因此，阻尼是控制振動的重要手段。當然，不合適的阻尼不僅不能控制振動，而且還會降低機器的效率，加速零件的摩擦，并增加設(shè)備的熱變形等。在系統(tǒng)中增加阻尼，可以通過多種方法來實現(xiàn)：（1） 在振動系統(tǒng)中安裝阻尼減震器，如在汽車及軍用車輛中，在懸掛上安裝各種類型的阻尼減振器；（2） 使用高內(nèi)阻的材料制造零件，如纖維增強的復合材料；（3） 加貼黏彈性阻尼材料：工程上大多用你粘貼自由阻尼或約束阻尼層的辦法來控制結(jié)構(gòu)的振動，前者利用拉壓變形，后者利用剪切變形來消耗能量。約束阻尼層往往更為有效，特別是多層約束阻尼層；（4） 增加運動件的相對摩擦（如干摩擦）。本文所研究的就是基于第（3）中方法。114約束層阻尼減振對結(jié)構(gòu)進行阻尼處理是工程上用來控制結(jié)構(gòu)振動的一種有效方法。最簡單的阻尼形式是在原基體結(jié)構(gòu)表面粘黏彈性材料或噴涂一層大阻尼的材料而構(gòu)成自由阻尼層。當結(jié)構(gòu)發(fā)生振動時，阻尼層因發(fā)生應(yīng)變而將振動的能量轉(zhuǎn)化為應(yīng)變能并以熱的形式進行耗散，構(gòu)成的阻尼層結(jié)構(gòu)具有減振和防噪聲的效果。現(xiàn)已被廣泛用于航天航空、航海、交通運輸和土木建筑等領(lǐng)域，研究阻尼層結(jié)構(gòu)的震振動效果具有重要的現(xiàn)實意義。從六十年代初期，被動阻尼技術(shù)應(yīng)用一直在非商業(yè)的航空領(lǐng)域占有統(tǒng)治地位，隨著仿真分析和實驗技術(shù)的快捷有效的發(fā)展，在材料和結(jié)構(gòu)動力學特性方面的分析計算也越來越精確，這帶動了被動阻尼技術(shù)更廣闊的領(lǐng)域中應(yīng)用。根據(jù)實際需要的不同，結(jié)構(gòu)粘彈阻尼的敷設(shè)可有如下幾種形式：(1)自由阻尼層敷設(shè)(如圖A(a)所示)：直接將粘彈性材料粘貼或噴涂在需要減振的結(jié)構(gòu)元傳的表面上。(2)約束阻尼層敷設(shè)(如圖A(b）所示)：在阻尼層外再加上一層約束層（彈性層）。(