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贴敷约束阻尼层的螺栓连接板半解析动力学建模及减振分析

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振动与冲击 2024年第5期43卷 315-327,337页

作者：张荣飞孙伟骆海涛张辉东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110819

在太空环境中太阳翼帆板的振动难以抑制,因此太阳翼帆板的减振研究至关重要。利用双搭接螺栓连接板结构模拟太阳翼帆板的展开状态,研究了通过贴敷约束阻尼层对其进行振动抑制的方法。创建了贴敷“H型”约束阻尼层双搭接螺栓连接板结构... 详细信息

在太空环境中太阳翼帆板的振动难以抑制,因此太阳翼帆板的减振研究至关重要。利用双搭接螺栓连接板结构模拟太阳翼帆板的展开状态,研究了通过贴敷约束阻尼层对其进行振动抑制的方法。创建了贴敷“H型”约束阻尼层双搭接螺栓连接板结构的半解析动力学模型,包含:利用层间剪切变形原理,推导了约束阻尼层结构的应力应变关系,用复模量表征黏弹性层的阻尼特性;考虑螺栓的影响区域,提出用复面弹簧单元和修正质量模拟双搭接螺栓结合部的刚度、阻尼和质量特性;引入正交多项式作为位移容许函数,利用拉格朗日方程和Hamilton原理建立了局部贴敷“H型”约束阻尼层的螺栓连接薄板的动力学方程。进行了实例研究,通过组建的试验系统证明了所创建的复合结构半解析模型在求解固有特性及振动响应参数方面的合理性,同时试验及半解析模型计算结果均证明约束阻尼层对双搭接螺栓连接板具有减振效果。最后,基于所创建的半解析模型分析了贴敷面积及约束阻尼层厚度对双搭接螺栓连接板减振效果的影响。

关键词：约束阻尼层(CLD) 双搭接螺栓连接板半解析动力学建模减振分析

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某型发动机转速控制机构减振分析及试验验证

振动.测试与诊断 2024年

作者：王煜坤黄国平朱家桢南京航空航天大学民航学院南京航空航天大学金城学院南京航空航天大学能源与动力学院航空工业集团公司南京机电液压工程研究中心

为了解决某型发动机起动装置的转速控制机构提前脱开故障，提出了基于橡胶阻尼材料的转速控制机构减振计算方法。运用此方法对转速控制机构进行了优化设计，并对优化设计后的转速控制机构在试验台上进行了试验验证。结果表明：优化后的... 详细信息

为了解决某型发动机起动装置的转速控制机构提前脱开故障，提出了基于橡胶阻尼材料的转速控制机构减振计算方法。运用此方法对转速控制机构进行了优化设计，并对优化设计后的转速控制机构在试验台上进行了试验验证。结果表明：优化后的转速控制机构提前脱开故障得到解决，满足了飞机的使用要求；转速控制机构减振分析方法有效解决了外场发动机起动问题，降低了起动装置的维修费用，提高了经济效益。

关键词：转速控制机构橡胶阻尼减振分析试验验证

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基于整体叶盘环形摩擦阻尼器减振分析及设计

航空动力学报 2020年第4期35卷 777-782页

作者：温伟漆文凯南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

为抑制叶片-盘耦合振动,设计了一种适应整体叶盘结构的环形摩擦阻尼器。拓展了1阶谐波平衡法和整体-局部统一滑动模型在带环形摩擦阻尼器的循环对称结构叶盘减振分析中的应用。使用该方法对实际发动机叶盘在简谐激励下的振动响应进行了... 详细信息

为抑制叶片-盘耦合振动,设计了一种适应整体叶盘结构的环形摩擦阻尼器。拓展了1阶谐波平衡法和整体-局部统一滑动模型在带环形摩擦阻尼器的循环对称结构叶盘减振分析中的应用。使用该方法对实际发动机叶盘在简谐激励下的振动响应进行了仿真计算,结果表明:环形摩擦阻尼器对于某发动机叶盘的0节径4阶危险模态振动有明显抑制作用,且减振效果与阻尼器的质量、安装位置有关,在选定的安装位置最高可使振幅降低75%。在阻尼器结构确定的情况下,利用仿真结果给出了最优的设计方案,包括阻尼器的质量和安装设计。

关键词：整体叶盘环形阻尼器循环对称减振分析谐波平衡法

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网壳结构的粘弹阻尼器减振分析

地震工程与工程振动 2003年第3期23卷 156-159页

作者：范峰沈世钊哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090

本文将粘弹阻尼器引入网壳结构,针对网壳结构粘弹阻尼器减振系统,编制了有限元分析程序,利用该程序对单层球面网壳和单层柱面网壳进行了大量的减振分析。计算结果表明,粘弹阻尼器减振系统对大跨网壳结构的减振效果是十分明显的,是一种... 详细信息

本文将粘弹阻尼器引入网壳结构,针对网壳结构粘弹阻尼器减振系统,编制了有限元分析程序,利用该程序对单层球面网壳和单层柱面网壳进行了大量的减振分析。计算结果表明,粘弹阻尼器减振系统对大跨网壳结构的减振效果是十分明显的,是一种适合大跨网壳结构的减振系统。

关键词：网壳结构粘弹阻尼器减振分析有限元分析减振效果计算模型

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刚架结构的节点质量阻尼减振分析

固体力学学报 2002年第1期23卷 47-53页

作者：田家勇苏先樾北京大学力学与工程科学系北京100871

在回传矩阵法的基础上 ,引入节点质量阻尼模型 ,对刚架结构进行被动减振分析 .根据分析结果可以看出 ,节点质量阻尼可以对结构的能量进行吸收 ,阻断能量的传播 ,从而可以达到对结构局部进行减振的目的 .

关键词：刚架结构节点质量阻尼减振分析回传矩阵法

基于耗能连梁钢板阻尼器的高层结构耗能减振分析及应用

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防灾减灾工程学报 2014年第3期34卷 302-307页

作者：滕军李靖王立山李祚华谭伟戴菲孙素文王文涛福建工程学院福州350108 哈尔滨工业大学深圳研究生院广东深圳518055 深圳市航天高科投资管理有限公司广东深圳518048 深圳市特区建设发展集团有限公司广东深圳518081 悉地国际设计顾问(深圳)有限公司广东深圳518057

为改善传统连梁钢板阻尼器的适用性,提出了一种新型耗能连梁钢板阻尼器的设计方法,通过对阻尼器工作区域的划分与设计,使新型阻尼器充分发挥耗能作用,有效地提高了结构整体耗能能力。基于有限元软件ABAQUS模拟低周反复荷载作用下墙肢与... 详细信息

为改善传统连梁钢板阻尼器的适用性,提出了一种新型耗能连梁钢板阻尼器的设计方法,通过对阻尼器工作区域的划分与设计,使新型阻尼器充分发挥耗能作用,有效地提高了结构整体耗能能力。基于有限元软件ABAQUS模拟低周反复荷载作用下墙肢与阻尼器的应力应变状态,以验证所提出的新型阻尼器的设计方法及端部嵌固区的可靠性,并通过对原结构和实施耗能连梁钢板阻尼器结构进行弹塑性时程分析,探讨其改进后的抗震性能。研究结果表明,新型嵌固区构造不仅能够保证阻尼器与墙肢协同工作良好,还能大大降低施工难度;通过实施该阻尼器,可形成耗能连梁及抗震多道防线,在连梁钢筋混凝土部分损伤较为严重的情况下,仍能保证连梁具有一定的延性和耗能能力。

关键词：高层结构耗能连梁钢板阻尼器嵌固区减振分析

贴敷MFC复合材料薄板半解析建模及减振分析

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航空动力学报 2023年

作者：张辉孙伟骆海涛东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室东北大学机械工程与自动化学院中国科学院沈阳自动化研究所

采用压电纤维复合材料（MFC）对悬臂纤维增强复合材料薄板的振动实施主动控制，研究其半解析建模方法，并通过理论及实验对主动控制的减振效果进行了分析。在建模过程中考虑了MFC传感器/作动器对悬臂板结构系统质量矩阵和刚度矩阵的贡... 详细信息

采用压电纤维复合材料（MFC）对悬臂纤维增强复合材料薄板的振动实施主动控制，研究其半解析建模方法，并通过理论及实验对主动控制的减振效果进行了分析。在建模过程中考虑了MFC传感器/作动器对悬臂板结构系统质量矩阵和刚度矩阵的贡献，同时引入了Rayleigh阻尼和速度反馈控制提供的主动阻尼，从而使创建的半解析动力学模型能较为真实的预估MFC主动减振效果。进行了实例研究，用组建的实验系统证明了所创建的半解析模型的合理性。同时，用理论分析证明在指定的阶跃、三角形和正弦激励3种载荷作用下MFC主动控制对于复合板自由衰减振动的抑制尤为明显，进一步，用实验对主动控制的减振效果进行了量化分析，表明MFC主动控制对结构自由衰减振动的抑制可达到79.63%。最后，基于所创建的半解析动力学模型分析了控制增益和MFC作动器贴敷位置对主动控制效果的影响。

关键词：压电纤维复合材料(MFC) 复合材料悬臂薄板半解析建模主动控制减振分析

考虑气-固-流耦合的高耸结构TLD减振分析与试验验证

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考虑气-固-流耦合的高耸结构TLD减振分析与试验验证

作者：沈一鹏苏州科技大学

学位级别：硕士

风灾是一种非常严重的自然灾害,全球每年因为风灾造成的损失达近百亿美元。研究表明,高层建筑、高耸结构和大跨度结构等柔性结构对风荷载较为敏感,强风作用下极易发生大幅振动乃至损伤,极端情况下部分高耸结构倒塌现象时有发生。目前,... 详细信息

风灾是一种非常严重的自然灾害,全球每年因为风灾造成的损失达近百亿美元。研究表明,高层建筑、高耸结构和大跨度结构等柔性结构对风荷载较为敏感,强风作用下极易发生大幅振动乃至损伤,极端情况下部分高耸结构倒塌现象时有发生。目前,常用的结构抗风分析方法主要有理论分析、风洞试验和数值风洞等方法,然而理论分析方法精度相对较低、风洞试验成本高等特点使得数值风洞的研究越来越受关注。目前,针对调谐液体阻尼器(Tuned Liquid Damper,TLD)结构风振控制的数值分析往往是将TLD进行等效并将风场等效成外荷载形式,两个等效过程极大影响了数值分析的精度,因此,本文基于数值流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术开展风场、高耸结构以及调谐液体阻尼器三者之间的气-固-流耦合模拟方法研究。首先,开展了纯水ATLD的振动台试验以及液晃模拟并进行参数分析,验证了本文提出的ATLD数值模拟的正确性,然后对不同尺寸的ATLD进行数值模拟,在前人提出的纯水圆形TLD阻尼比公式基础上加以改进得到本文的纯水ATLD的阻尼比公式;由于纯水ATLD自身阻尼较小,在纯水ATLD中安装防晃板并进行试验与数值模拟,结果表明,在安装阻尼装置后基于CFD的液晃数值模拟任具有一定正确性,增设防晃板后ATLD阻尼比平均增加29.48%,最大增加77.28%,从0.017增加到0.031;在防晃板的基础上,设计了一种更加有效的阻尼装置-方孔格栅并进行数值模拟,结果表明,比纯水ATLD阻尼比平均增加321.15%,最大增加501.71%,从0.0234增加到0.1408,且增加部分阻尼比平均为防晃板增加部分的10.89倍,同时提出了设置方孔格栅的阻尼比公式,将纯水阻尼比公式和方孔格栅阻尼比公式结合得到ATLD的阻尼比公式。接着,对某钢烟囱试验模型进行风荷载特性研究,得出其风压分布和体型系数,并与《建筑结构荷载规范》给出体型系数进行比较,结果显示,体型系数与规范值较为接近,证明了所建立风场的正确性。基于ANSYS Workbench中的Fluent模块、Transient Structural模块和Couple模块对钢烟囱模型进行气固耦合模拟,单向耦合下模型顶部的位移、速度和加速度最大值为0.085m、0.417m/s和3.0698m/s,双向耦合下模型顶部的位移、速度和加速度最大值为0.039m、0.168m/s和0.578m/s,由于双向气固耦合中结构会因为风场的改变产生气动阻尼,所以单向耦合下结构的风振响应大于双向耦合下的风振响应,再由随机子空间方法识别得到钢烟囱的气动阻尼比为0.67%。最后,介绍了几种不同研究TLD-结构系统减振的方法,对比选择流固耦合的方法进行研究,提出了本文的气-固-流耦合研究方法;根据钢烟囱设计出ATLD,质量比为0.85%,频率比为0.92,选取开洞率为72.02%、格栅厚度为1cm和方孔尺寸为1cm的方孔格栅作为增加ATLD阻尼比的装置,阻尼比为0.024,为简化计算,通过本文拟合的ATLD公式,将方孔格栅作用等效成液体的动力粘度,计算得到动力粘度为1.5。利用ANSYS Workbench对设置了ATLD的钢烟囱进行气-固-流耦合,当气固单向耦合流固双向耦合时ATLD对结构的平均减振率为58.01%,气固流皆为双向耦合时的平均减振率为45.43%,且单向时的位移、速度和加速度的均方根依次是双向时的1.68倍、1.85倍和1.95倍。

关键词： CFD ATLD 高耸结构气固流耦合减振分析

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某型货车驾驶室结构优化及减振分析

某型货车驾驶室结构优化及减振分析

作者：刘春蕾合肥工业大学

学位级别：硕士

本论文依托与国内某汽车公司的合作课题。以某型轻型卡车的一个对标车型为研究对象，基于灵敏度理论优化驾驶室的静强度特性和低阶模态频率，达到提高车身强度和减振的目的。对轻卡驾驶室进行初步的摆锤碰撞仿真分析，从被动安全的角度... 详细信息

本论文依托与国内某汽车公司的合作课题。以某型轻型卡车的一个对标车型为研究对象，基于灵敏度理论优化驾驶室的静强度特性和低阶模态频率，达到提高车身强度和减振的目的。对轻卡驾驶室进行初步的摆锤碰撞仿真分析，从被动安全的角度评价驾驶室结构性能，进而优化结构设计。本论文中主要完成以下工作： 1、将实体模型从CATIA中导出，在HYPERMESH中进行前处理，建立轻卡驾驶室的有限元计算模型。 2、根据有限元计算模型，在OPTISTRUCT中对该零部件进行实际工况静力学特性分析，观察工作过程中的应力分布及规律。在此基础上进行基于钣金件厚度的强度灵敏度分析，根据灵敏度分析结果，找出灵敏度值较高的钣金件，对其进行结构优化。对比优化前后该模型的最大应力，验证优化方法的可行性。 3、对驾驶室有限元模型进行数值模态分析，并在分析结果的基础上对有限元模型进行试验模态分析，对试验数据进行识别，找出驾驶室的模态频率和模态振型。然后，对比试验模态与数值模态的差异，验证仿真结果的可信度。 4、分析轻型卡车各主要子系统的固有频率和主要激励源，将发动机激励确定为怠速振动的主要来源，并通过模态灵敏度分析的方法，对驾驶室一阶模态频率进行优化。 5、在前期驾驶室有限元模型基础，建立碰撞仿真模型，在LS-DYNA中进行摆锤碰撞仿真运算。分析仿真结果，有针对的进行结构修改。本论文以有限元理论为基础，利用灵敏度分析的方法优化车身结构的有效途径，为轻卡产品研发提供了新的分析理念。在被动安全性能角度改进结构方面做了探索。

关键词：驾驶室结构优化灵敏度减振分析碰撞