弹性地基上周期梁板的隔振性能研究

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1、文艺京交硕士学位论文弹性地基上周期梁板的隔振性能研究StudyonVibrationIsolationPerformanceofPeriodicbeamandplateonElasticFoundation作者：马琰导师：向宏军副教授北京交通大学2011年6月学位论文版权使用授权书＼1荆掣螋燃IY1961246本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通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，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(

2、保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：马让签字日期：必11年(’月砑日导师签名签字日期：勿，／年∥月乙绢中图分类号：TU352；0326UDC：624学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文弹性地基上周期梁板的隔振性能研究StudyonVibrationIsolationPerformanceofPeriodicbeamandplateonElasticFoundation作者姓名：马琰导师姓名：向宏军学位类别：工学学科专业：结构工程学号：09121573职称：副教授学位级别：硕士研究方向：基础隔震北京交通大学2011年6月致谢本论文的

3、工作是在我的导师向宏军副教授的悉心指导下完成的，向宏军老师科学的工作方法、严谨的治学态度给了我极大的影响和帮助。在此衷心感谢两年来向宏军老师对我的关心和指导。在论文完成过程中，石志飞教授也对此进行了精心指导，并提供了许多宝贵意见，为该论文的完成起到了至关重要的作用。在此表示衷心的感谢。在实验室学习及撰写论文期间，师兄肖国华、程志宝、黄建坤以及储建文、余绪尧等同学对我论文中的编程和有限元软件建模分析等研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的父母，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业，同时也要感谢许洋在学习和生活上给予我的帮助。我将在今

4、后的工作中更加努力，不辜负他们对我的期望。北京交通大学硕士学位论文中文摘要摘要：最近在材料科学领域的研究表明，周期材料或结构具有独特的振动带隙特性，即在一定频率范围内能够阻止或抑制弹性波的传播，这一频率范围被称为带隙。本文受此启发，以两种常见的工程结构形式，即梁和板，为研究对象，设计了周期梁板结构，并通过理论研究和数值分析相结合的方式，对其进行振动带隙和动力响应分析，结果表明周期梁板结构在带隙范围内的振动衰减明显。主要研究内容和结论包括：l、结合工程实际，设计了一种新型钢骨混凝土．钢周期性梁，即在H型钢梁上周期性地镶嵌混凝土的一种特殊组合梁。首先，基于Bloch定理，

5、给出周期梁的边界条件，将周期结构转化为具有周期边界的单元胞，然后采用微分求积法对该单元进行离散，从而将一个具有无限自由度的振动带隙问题转化为具有有限自由度的特征值问题，使问题得以简化。2、编制周期梁专用的动力分析程序。主要分析过程为：首先分析有限长周期梁，并将结果与ANSYS计算结果对比，证明本方法具有良好的精度；然后采用所编制的程序讨论了周期梁的几何参数(混凝土梁段与钢梁段的长度比和单胞尺寸等几何参数)以及地基参数对第一带隙的影响。研究发现因为弹性地基存在使得色散曲线出现临界频率，并给出了该频率的简化计算公式。并选取有限周期梁实例，进行动力响应分析，结果表明周期梁在

6、带隙范围内具有良好的衰减特性。3、给出了弹性地基上周期板的理论方程和分析程序，与周期梁的研究过程类似，讨论了周期板的几何参数(板的厚度、填充率、单胞尺寸)以及地基参数对第一带隙的影响，并进行周期板隔振动力性能分析。并通过物理意义分析，给出了弹性地基上周期板的临界频率的简化计算公式。总之，周期结构是具有良好隔振性能的结构形式，这为工程隔振提供了一个新的技术手段。关键词：周期结构；弯曲振动；频率带隙；动力响应；弹性地基分类号：TU352；0326●北京交通大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTABSTRACT：Recentlymaterialsciencesre

7、searchshowsthatperiodicstructurescarlexpressauniquevibrationcharacteristic，thattheycallblockorinhibitthepropagationofelasticwavesinaspecialfrequencyrange，whichwascalled‘bandgap’．Inthispaper,accordingtothetwosimplifiedengineeringstructures--beamandplate，thestructuresofperiodicbe