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1、复合材料蜂窝结构锥形壳振动传递特性试验研究第24卷第7期Vo1.24No.72007年7月July2007工程力学ENGD咂ERⅡGMECHANICS文章编号:1000-4750(2007)07—0001—05复合材料蜂窝结构锥形壳振动传递特性试验研究王威远,王聪,魏英杰,邹振祝(哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨150001)摘要:通过模态试验和振动台试验,对复合材料蜂窝结构锥形壳的振动传递特性进行了研究.理论分析和试验结果表明:该结构隔振频带宽,模态阻尼比大,具有大阻尼隔振系统的特征,能够有效的控制振动的传递率.复合材料的应用在保证结构可靠性
2、的前提下进一步降低了结构系统的质量.关键词:振动传递特性;锥壳结构;振动试验;复合材料;蜂窝结构中图分类号:TB123文献标识码:AEXPEIUMENTALINVESTIGTIoNoNVIBRATIoNTRANSMISSIBILITYoFTHECoNICALSHELLWITHCoMPoSITEMATERIALHoNEYCoMBSTRUCTURE'WANGWei-yuan,WANGCong,WEIYing-jie,ZOUZhen-zhu(SchoolofAstronautics,HarbinInstituteofTechnology,Harbin,H
3、eilongjiang150001,China)Abstract:ThevibrationtransmissibilityoftheconicalshellwithcompositematerialhoneycombstructureISinvestigatedbymodalexperimentandvibrationtableexperiment.Theoreticalanalysisandexperimentalresultsshowthattheexperimentalstructurehasahighermodaldampingratio,
4、andcaneffectivelycontrolthevibrationtransmissibilityinabroadbandwidth,whichisthecharacteristicofvibrationisolationsystemwimhighdamping.Theapplicationofcompositematerialreducestheweightofthewholesystemwithoutsacrificingthedependabilityofstructure.Keywords:vibrationtransmissibil
5、ity;conicalshellstructure;vibrationexperiment;compositematerial;honeycombstructure蜂窝夹层结构作为一种特殊的复合材料结构,由于具有较高的强度和较好的隔热,耐冲击等优点而在航空,航天,建筑等许多领域得到广泛应用,是用作代替钢材的重要结构材料.而锥形壳作为一种基本的薄壁承载结构,在航空,航天,机械,船舶,建筑等众多领域当中得以广泛应用.发动机喷管,航行体和飞行器的外壳,整流罩以及连接单元等都可以看作是锥形壳结构.因此,复合材料蜂窝结构锥形壳具有非常广泛的应用前景.国内外对
6、锥形壳动力学的研究主要集中在理论研究方面,板壳理论,有限元理论是其中最主要的研究方法qJ;对于锥形壳结构的振动抑制研究则集中于主动控制系统设计方面,分布式传感器,作动器优化设计是近年来研究的重点引.在试验研究方面,实验模态分析是目前研究最多的课题,固有频率和振型分析是其中的主要内容【6J.对于蜂窝板结构的振动传递特性试验研究也比较多[卜.但是,目前对于蜂窝结构锥形壳的振动问题特别是传收稿日期:2005.11之1:修改日期:2006.01.12基金项目:"十五"预先研究项目(41320020302)作者简介:王威远(1978),男,黑龙江哈尔滨人,博
7、士生,从事结构振动控制研究(E.mail:wangweiyuan@sina.com);王聪(1968),男,内蒙古呼和浩特人,副教授,博士,从事结构动力学,水动力学研究(E-mail:alanwang@hit.edu.cn)魏英杰(1975),男,黑龙江大庆人,副教授,博士,从事流体力学研究(E—mail:weiyingiie@gmail.corn);邹振祝(1937),男,山东威海人,教授,博导,从事结构动力学,固体力学研究(E.mail:ZZOU@hit.edu.on).工程力学振动的变形较大,故低频范围内具有较大的阻尼比;在高频振动时,由于结
8、构变形量迅速降低,所以高频范围内结构阻尼比衰减很快.这正符合大阻尼隔振器的设计思路.因此,本文对锥形壳的振动传递特性试验主
