圆筒型复合材料基座减振设计变量研究

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1、圆筒型复合材料基座减振设计变量研究摘要：本文提出了一种具备结构设计优势，特别是具备阻尼结构设计优势的复合材料基座结构形式。通过基座筒壁间填充芯材粘滞阻尼设计和面板夹芯阻尼设计减振原理分析，并结合基座系统阻抗理论分析，提出了筒型复合材料基座的减振设计变量。以该基座特征点位移响应为评价指标，通过Patran/Nastran研究了芯材阻尼、嵌入连接环质量以及内外筒壁厚度比变化对基座减振效果的影响规律。研究结果对复合材料基座结构设计在工程中应用具有一定意义。关键词：筒型复合材料基座；粘滞阻尼；夹芯面板；阻抗；

2、Patran/NatranDampingdesignvariablesanalysisofthecylindricalcompositematerialsfoundationstructureWANGXiao-long,LIYu-dong(1.TheMilitaryCommissaryDepartmentinNo.427ManufactoryinGuangzhou,Guangzhou510715；2.ZhenjiangWatercraftCollege,Zhengjiang,Zhenjiang2120

3、03)Thispaperpresentsacompositematerialsfoundationstructurewithdesignadvantages,particularlyinthedesignofdampingstruetures.Combinedwiththebasesystemimpedanceanalysisandtheanalysisofthevibrationdampingdesignprinciplesoftheviscousdampingintramuraltubeandco

4、rematerialofsandwichpanel,dampingdesignvariablesofthecylindricalcompositematerialsfoundationwereputout.Usingdisplacementresponseofthefeaturepointsasevaluationindex,Thecorematerialdamping,thequalityoftheconnectingringandthethicknessratioofthewithinandout

5、sidetubewallseffectonthedampingperformanceofthefoundationwereresearchedbyPatran/Nastranfiniteelementanalysis・TheresuItsisofsomesignificancetothecompositematerialsfounda/tionstructuredesigninengineering.Keywords:Cylindricalcompositematerialsfoundation，vi

6、scousdamping，sandwichpanel,impedance,Patran/Natran1前言基座作为连接船体机械设备与船体结构的过渡结构，不仅应具有承载功能，而且还应该具备一定的减振功能。传统的钢质基座质量大、阻尼小、减振可设计性较差，而复合材料本身具有高强度、高比模量、高损耗、可设计性强等特点,同时，基座结构设计还可采用阻尼夹芯结构，实现较好的减振耗能功能。这些优点，使得复合材料在舰艇减振设计领域越来越受到重视。国外对传统基座以及复合材料基座的研究，主要集中在通过试验验证理论分析模型的

7、正确性。P.K.Pardhan［1］等通过激振试验研究了不同分层土壤上机械基座的动态响应，试验结果较好地反映了基于阻抗模型的理论分析结果；M.R.Madhav等人［2］针对复合材料合成沉箱基座开展了理论试验对比研究。国内对于复合材料基座的研究处在结构设计和数值仿真、样机试验阶段。毛亮［3］针对两种新型复合材料基座结构设计方案建立数值模型，分析了基座结构刚度和强度的影响参数并优化了夹芯复合材料基座的结构形式；罗忠等［4］针对两种结构形式的夹芯复合材料基座开展激振试验，研究结果表明夹芯复合材料基座具有较好

8、的隔振效果，并且能有效控制高频驻波；赵树磊等人［5］对金属基座和复合材料基座进行振动传递特性对比试验，研究了复合阻尼材料基座的减振效果。本文在参考上述几种结构形式的基础上，提出了一种具备结构设计优势，特别是具备阻尼结构设计优势的筒型基座结构形式。通过分析该型基座筒壁间填充芯材粘滞阻尼设计和面板阻尼夹芯设计的减振原理，并结合基座系统阻抗分析，提出了该筒型基座的减振设计变量。以该基座特征点位移响应为评价指标，通过Nastran有限元分析芯材阻尼、嵌入连接环质