【正文】 基于基梁和約束梁的平衡方程被動約束層阻尼 (PCLD) 技術(shù) 目 錄 目 錄 .......................................................................................................................... 0 第 1 章 緒 論 .......................................................................................................... 3 課題研究的背景和意義 ........................................................................................ 3 目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 ........................................................................................ 4 本文的研究思路及內(nèi)容 ........................................................................................ 7 第 2 章 數(shù)值方法和基本理論 .......................................................................................... 8 精細(xì)積分算法 ................................................................................................... 8 引 言 ......................................................................................................... 8 精細(xì)積分法的基本原理 ................................................................................ 9 指數(shù)矩陣的精細(xì) 算法 .................................................................................. 11 精細(xì)積分法的研究現(xiàn)狀 ................................................................................ 13 傳遞矩陣法 ....................................................................................................... 14 第 3 章 被動約束層阻尼梁的控制方程 ............................................................................ 15 PCLD 梁的控制方程 ......................................................................................... 15 粘彈阻尼層的剪切應(yīng)變 ..................................................................................... 17 粘彈阻尼層的法向平衡方程 .............................................................................. 18 基梁和約束層的中面作用力 .............................................................................. 18 PCLD 梁的整合一階常微分矩陣方程 .................................................................. 19 第 4 章 被動約束層阻尼梁的動力學(xué)特性分析 .................................................................. 25 精細(xì)積分法求解 ............................................................................................... 25 方法驗(yàn)證 ........................................................................................................... 26 阻尼層厚度 2h 和約束層厚度 3h 對動力 學(xué)響應(yīng)的影響 .......................................... 26 結(jié) 論 ........................................................................................................................ 30 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 31 致 謝 ........................................................................................................................ 35 附 錄 ........................................................................................................................ 36 廣 西 工 學(xué) 院 20xx 屆 畢 業(yè) 論 文 1 摘 要 被動約束層阻尼 (PCLD) 技術(shù)被廣泛用于航天航空、航海、交通運(yùn)輸和土木建筑等領(lǐng)域 的結(jié)構(gòu)振動控制中，它具有控制頻率寬、可靠性高、魯棒性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡單和成本低的優(yōu)點(diǎn)。本文 基于 基 梁 和約束梁 的平衡方程，考慮被動約束層阻尼（ PCLD）的剪切耗能以及層間的相互作用力，通過對各狀態(tài)向量進(jìn)行無量綱化處理，導(dǎo)出了適用于一般情況的 PCLD梁的諧激勵作用下的整合一階常微分矩陣 方程。他的 8個狀態(tài)變量都具有明確的物理意義，由梁的位移和內(nèi)力組成。通過將該模型和其次擴(kuò)容精細(xì)積分法結(jié)合構(gòu)建一種高效率和高精度的半解析半數(shù)值方法，得到系統(tǒng)的固有頻率和損耗因子。與解析解結(jié)果進(jìn)行了對比，驗(yàn)證了該方法的有效性和正確性。并對 PCLD梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了動力學(xué)分析。 關(guān)鍵詞 ： 被動約束層阻尼梁 一階常微分矩陣方程 精細(xì)積分法 廣 西 工 學(xué) 院 20xx 屆 畢 業(yè) 論 文 2 ABSTRACT Passive constraint layer damping (PCLD) technology has been widely used in aviation, maritime, transportation and civil buildings and other field areas of structural vibration control. It could be effective in a wide frequency band. Meanwhile, it is high reliable and robust, simple structure with low cost. Based on the equilibrium equations of the base beam and constrained layer beam, by considering the energy consumption relationship of the passive constrained layer damping (PCLD) and shear forces acting between the interface, this paper deduces the control equations of a PCLD beam by dimensionless processing on each state vector. It is applicable to the general situation for PCLD beams under harmonic excitation. Furthermore, the control is represented in the form of firstorder ordinary differential matrix equation , in which the unknown variables are consist of eight state variables. Each state variable has distinct physical meaning and is posed by the displacements and internal forces of the PCLD beam. On the basis of the control equations, bining with the precise integration method, a semianalytical method is developed, to get the natural frequencies and the corresponding loss factors of PCLD beams. Compared with the analytical solutions, the numerial results is verified to be correct and effective by using the semianalytical method. Finally, dynamic analysis of the PCLD beam structure is carried on. KEY WORDS ： Passive constrained layer damping beam First order ordinary differential matrix equation Precise integration method 廣 西 工 學(xué) 院 20xx 屆 畢 業(yè) 論 文 3 第 1 章 緒 論 課題研究的背景和意義 振動與噪聲現(xiàn)象普遍存在于人們的生產(chǎn)和生產(chǎn)之中，振動的危害幾乎涉及到國民經(jīng)濟(jì)的各主要商業(yè)領(lǐng)域，航空航天中的飛行器與太空 結(jié)構(gòu)、航海中的船舶、土木界的橋粱與房屋、機(jī)械行業(yè)的機(jī)床與刀具、各種交通工具以及動力機(jī)械等，都在 以特有的形態(tài)進(jìn)行著振動。很多機(jī)器設(shè)備由于振動造成破壞或者報廢，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此改善、控制這些振動具有重大的意義 [1]。振動和噪聲的控制問題非常復(fù)雜，振動力系統(tǒng)中減少振動和噪聲的方法有很多，大體可以分為主動控制、被動控制和半主動控制 [2]。主動控制法是使用一些活性元件，例如應(yīng)用揚(yáng)聲器、激振器和微處理器產(chǎn)生狀態(tài)輸出信號來減少擾動，那些沒有適時主動運(yùn)算法則的方法都被納入被動控制方法。在半主動方法中，主動控制主要是用來提高被動元件的阻尼特性。如電流交換 (ER)、磁流交換（ MR）和主動約束阻尼，在這種方法中 約束層用靈敏材料代替。 因?yàn)橹鲃雍桶胫鲃訙p振技術(shù)的成本太高，而且藏體內(nèi)的聲音場過于復(fù)雜，它們在汽車和商用航空業(yè)的大量應(yīng)用很緩慢，相比之下，被動阻尼的應(yīng)用更簡單有效。對結(jié)構(gòu)進(jìn)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(dāng)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(jìn)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?，F(xiàn)已被廣泛用于航天航空、航海、交通運(yùn)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(shí)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(shí)驗(yàn)技術(shù)的快捷有效的發(fā)展，在材料和結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性方面的分析計(jì)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(shí)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：