典型粘弹性阻尼结构的振动特性分析与优化设计

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文典型粘弹性阻尼结构的振动特性分析与优化设计作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论支提交日期：学位授予日期：评阅人：李赛郝丽娜教授东北大学机械工程与自动化学院机械电子工程研究所硕士学科类别：工学机械电子工程2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：玩秭稃丐志、东北大学2014年6月万方数据AThesisfortheMasterDegreeinMechatronicsEngineeringVibrationCharacteristicsAnalysisan

2、dOptimalDesignofTypicalViscoelasticDampingStructuresByLiSaiSupervisor：ProfessorHaoLinaNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：磐甏日

3、期：瑚}Ⅵ；。1y学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签名：巷鬻签字日期："-印It4．多．谚，‘两年J一导师签名：毒f而叼签字目期：和j中．6．厶万方数据东北大学硕士学位论文摘要典型粘弹性阻尼结构的振动特性分析与优化设计摘要板和壳是工程

4、中常用的典型薄壁构件，它们容易引起振动，造成损坏，对其进行减振很有必要。粘弹性阻尼材料具有高阻尼的特点，通过将阻尼材料涂覆在结构上可以在较宽范围内抑制结构的振动和噪声，这种方法很适合抑制板和壳的振动，研究这两种典型构件所构成的阻尼结构的振动特性很有实际意义。另外，对粘弹性阻尼结构进行优化设计可以在满足要求的条件下节省粘弹性阻尼材料和提高减振性能，所以优化设计也是很有意义的。本文针对板和短柱壳进行粘弹性阻尼结构的振动特性分析与优化设计。首先，介绍了粘弹性阻尼材料的基本特性、耗能机理以及其中一种性能评价指标一～损耗因子，还简要介

5、绍了几种描述粘弹性阻尼材料本构关系的数学模型。然后，针对约束层阻尼短柱壳，用ANSYS软件进行了模态分析，并根据模态应变能法分析了粘弹性层厚度、约束层厚度、粘弹性层位置、粘弹性层覆盖率、边界条件及转速等对阻尼结构固有频率和损耗因子的影响规律。最后，研究了应用遗传算法对粘弹性阻尼结构进行拓扑优化的流程以及实现方法，以此为基础，对自由层阻尼板、约束层阻尼板、自由层阻尼短柱壳和约束层阻尼短柱壳等典型粘弹性阻尼结构进行了优化设计，得到了最佳拓扑结构，并将最佳拓扑结构与一般的结构进行对比，验证了结果的正确性。关键词：阻尼：优化设计；损

6、耗因子；模态分析；遗传算法万方数据东北大学硕士学位论文AbstractVibrationCharacteristicsAnalysisandOptimalDesignofTypicalViscoelasticDampingStructuresAbstractPlatesandshellsaretypicalthin—wallcomponentscommonlyusedinengineering．Theyaresusceptibletovibrationandeasytocausedamage，SOitisnecessaryt

7、odampvibrationofthem．Viscoelasticdampingmaterialhasthecharacteristicofhighdamping．Thevibrationandnoisecanbecontrolledinawiderangebypastingviscoelasticdampingmaterialonthestructures．Thismethodissuitableforvibrationsuppressionofplatesandshells．Itismeaningfultostudyvi

8、brationcharacteristicsofdampingstructuresthatarebasedonthesetwotypicalcomponents．Inaddition，theoptimaldesignofviscoelasticdampingstructuresCannot