局部粘弹性被动约束阻尼梁的振动分析

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1、第5期机械设计与制造2009年5月MachineryDesign&Manufacture103文章编号：1001—3997(2009)05—0103—02局部粘弹性被动约束阻尼梁的振动分析陈彦明石慧荣(山西晋达交通建设工程监理有限公司，太原030012)(兰州交通大学机电工程学院，兰州730070)VibrationanalysisofbeamswithpartiaIconstrainedlayerdampingtreatmentCHENYan-ming，SHIHui-rong2(ShanxiJindaTransportProjectManagementCo．，Ltd，Tai

2、yuan030012，China)(TheSchoolofMechatronicEngineering，LanzhouJiaotongUniversity，Lanzhou730070，China)j【摘要】针对夹层约束阻尼梁结构的减振特性进行深入研究。应用粘弹性材料的耗能原理结合模li态应变能法对局部粘弹J}生被动约束阻尼简支梁的振动特性进行数值分析，对梁铺设阻尼层前后的时域和；；频域特性分别进行比较，可以得出约束阻尼梁的振动得到有效抑制，同时看到模态应变能法对板梁结构l{的分析更便捷。jl关键字：模态应变能法；粘弹性；Ansys；约束阻尼6【Abstract】Vibrati

3、onanalysisofbeamswithsandwichconstrainedlayerdampingtreatmentisextend-l；ed．Accordingtotheelastic-viscoelasticprincipleandthemodalstrainenergymethod，帆analytical叩一；^^；proachforvibrationresponseanalysisofabeamwithsinglepassiveconstrainedlayerdampingpatchis；jpresented．Parametricstudiesareperfor

4、medwiththeestablishedanalyticalapproachtostudytheefectsofl；constrainedlayerdampingtreatment．Aftercomparebetweencoveredanduncoveredbeamintimedomain；^^：andinfrequencydomain，theappearsthattheconstrainedlayerdampingtreatmentcanachievebetter；jdampingandmodalstrainenergymethodforbeamwithdampingtr

5、eatmentismoreefective．}iKeywords：Modalstrainenergymethod；Viscoelastic；Ansys；Constrainedlayereddampingi中图分类号：TB123，TB533．1，V214．3+3文献标识码：A主要采用的是模态应变能法，应用ansys软件对局部被动约成正比。表示为：束阻尼梁结构进行了研究，提取各个模态下各层应变能，求出损：tg(4)耗因子，这样就可以将粘弹性层的所有应变能计人，使计算更加E牲磕式中：L一复拉伸模量；E复拉伸模量的实部，也称为贮存拉伸1粘弹性材料的动态力学性能釜粘弹性材料同时具有较大

6、的粘性和弹性，所以在交变应力作量，可以表示为：EiaE一E，。用下其应力应变曲线与弹性材料也不相同。对于弹性材料施加交对于单位体积的阻尼材料而言，在交变应力及应变作用下每变应力之后，弹性材料内部的应力和应变几乎是同时增加或减小个周期所做的功，即在一个振动周期中能量耗散或阻尼能用AW的，也就是说二者的相同或者很接近，所以弹性材料的应力应变表示：曲线近四位以直线，然而粘弹性材料的应变却滞后于应力，所以：．⋯粘弹性材料的应力应变曲线近似为一椭圆形迟滞回线。△E【5)椭圆形迟滞回线所包围的面积表示结构振动时粘弹性材料最大弹性能即一周之内总应变能为：耗散的振动能量。可以用数学表达式表示

7、拉压应力应变关系如下：：12E(6)“；(1)因此耗散能与贮存能之比：复模且定则iW：2所以1．(7)E=旦loe=E(cos+sn)(2)广⋯。2、亦可以表为：2模态应变能法E=E+if=E(1+)(3)依据模态应变能理论：特定模态下复合结构的损耗因子与粘式中：—粘弹性材料的损耗因子，它是衡量阻尼材料耗散能量的弹性材料的损耗因子的比值，可以由粘弹性材料的应变能与该模主要标志之一，它与每周振动所耗的能量与贮存能量之比态下整个结构的总弹性应变能比值来表达。即：★来稿日期：2008—07—05104陈彦明等