光学天线支撑结构自由阻尼层减振技术研究

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作者 王佳男 孟立新 +1 位作者 张立中 王劲凯 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第6期17-23,共7页

为了提高光学天线在微振动环境下的动力学特性,优化光学系统的成像质量,可以将自由阻尼层喷涂在次镜支撑薄梁的表面来达到减振降噪的目的。首先通过Zemax以及Minitab确定微振时次镜离焦对成像质量的影响,在此基础上分析了自由阻尼层减... 为了提高光学天线在微振动环境下的动力学特性,优化光学系统的成像质量,可以将自由阻尼层喷涂在次镜支撑薄梁的表面来达到减振降噪的目的。首先通过Zemax以及Minitab确定微振时次镜离焦对成像质量的影响,在此基础上分析了自由阻尼层减振的原理并在时域上对次镜的离焦量进行了数学建模。其次,通过Ansys进行瞬态动力学分析,提取时域上次镜的离焦量后用Matlab进行曲线拟合并与所得数学模型的曲线进行对比。分析结果表明,在0.2 g量级的正弦扰动下,铝合金制光学天线支撑结构表面喷涂0.5 mm厚的NiCrAlY自由阻尼层材料时,光学天线最大离焦量降低了21.9%,有效地提高了光学系统的抗振特性和成像质量。 展开更多

关键词 阻尼减振 动力学分析 自由阻尼层 次镜支撑结构减振 成像质量

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自由阻尼层结构阻尼材料配置优化的拓扑敏度法 被引量：20

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作者 杨德庆 柳拥军 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期420-425,共6页

提出阻尼胞单元和阻尼拓扑敏度等概念 ,建立了基于阻尼拓扑敏度综合评价的阻尼材料拓扑优化准则 ,并用于自由阻尼层结构振动控制中阻尼材料的配置优化。建立待控结构阻尼材料布局的拓扑基结构 ,计算各单元的阻尼拓扑敏度。再建立考虑重... 提出阻尼胞单元和阻尼拓扑敏度等概念 ,建立了基于阻尼拓扑敏度综合评价的阻尼材料拓扑优化准则 ,并用于自由阻尼层结构振动控制中阻尼材料的配置优化。建立待控结构阻尼材料布局的拓扑基结构 ,计算各单元的阻尼拓扑敏度。再建立考虑重量目标及结构频响峰值约束的阻尼材料配置拓扑优化模型。根据所提出的阻尼材料拓扑优化准则 ,求解上述配置优化问题 ,确定阈值和各单元拓扑值。并用若干典型结构算例 ,验证所提出方法的正确性 。 展开更多

关键词 自由阻尼层结构 阻尼材料 拓扑敏度法 减振技术 拓扑优化 振动控制

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自由阻尼层加筋板的稳态简谐响应分析 被引量：6

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作者 桂洪斌 赵德有 金咸定 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1544-1547,共4页

应用模态叠加法研究了敷设粘弹性自由阻尼层加筋板的稳态简谐响应 .以结构幅频特性曲线的方式来研究粘弹性阻尼对结构响应的控制作用 ,分析了阻尼材料模量、损耗因子和阻尼层与基层厚度比对结构响应的影响 .分析中考虑了结构上不同位置... 应用模态叠加法研究了敷设粘弹性自由阻尼层加筋板的稳态简谐响应 .以结构幅频特性曲线的方式来研究粘弹性阻尼对结构响应的控制作用 ,分析了阻尼材料模量、损耗因子和阻尼层与基层厚度比对结构响应的影响 .分析中考虑了结构上不同位置的结点的情况 .结果表明 ,在相同幅度的情况下 ,增加阻尼层与基层厚度比比增加阻尼材料损耗因子的减振效果好 ; 展开更多

关键词 自由阻尼层 加筋板 简谐响应 振动控制 船舶

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车身壁板自由阻尼层稳健性优化设计 被引量：3

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作者 苏仕见 徐元利 +3 位作者 弓剑 夏洪兵 胡海欧 霍俊焱 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期537-544,共8页

在车身壁板自由阻尼层的优化设计中,提出了考虑阻尼材料参数不确定性波动的稳健性优化设计方法。首先,在车身防火墙、地板和顶棚等区域全敷阻尼材料;其次,以等效辐射声功率(ERP)为优化目标对阻尼层布局进行拓扑优化并验证优化效果;最后... 在车身壁板自由阻尼层的优化设计中,提出了考虑阻尼材料参数不确定性波动的稳健性优化设计方法。首先,在车身防火墙、地板和顶棚等区域全敷阻尼材料;其次,以等效辐射声功率(ERP)为优化目标对阻尼层布局进行拓扑优化并验证优化效果;最后,以阻尼层厚度为随机设计变量,损耗因子和弹性模量为随机变量,质量最小为优化目标,并结合径向基函数(RBF)近似模型、蒙特卡洛模拟(MCS)和序列二次规划算法(SQP)对阻尼层进行6σ稳健性优化设计。结果表明,优化后车身自由阻尼层的总质量减少了50.45%,并且车身结构噪声性能达到了6σ质量水平,实现了保证车身轻量化要求下的阻尼层稳健性优化的目标。 展开更多

关键词 车内噪声 自由阻尼层 等效辐射声功率 稳健性优化 轻量化

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双材料自由阻尼层结构拓扑优化设计方法 被引量：2

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作者 倪维宇 张横 姚胜卫 《包装工程》 CAS 北大核心 2021年第15期156-164,共9页

目的在不减小板壳结构动刚度的前提下有效提高板壳结构的抗振性能,提出一种板壳阻尼复合结构拓扑优化设计。方法以结构模态阻尼比为目标函数,以某阶固有频率不小于设定值为约束条件,推导目标函数和约束条件对设计变量的灵敏度表达式,采... 目的在不减小板壳结构动刚度的前提下有效提高板壳结构的抗振性能,提出一种板壳阻尼复合结构拓扑优化设计。方法以结构模态阻尼比为目标函数,以某阶固有频率不小于设定值为约束条件,推导目标函数和约束条件对设计变量的灵敏度表达式,采用SIMP插值函数和移动渐近线法求解优化数学模型。结果研究表明,文中提出的双材料阻尼层结构相比传统单材料阻尼层结构的振动响应明显减小,同时适当改变设计目标和约束条件,可满足不同的工程应用需要。结论通过在宏观上对高刚度低阻尼材料和低刚度高阻尼材料的分布进行了设计,优化后的结构兼顾低刚度高阻尼材料的高阻尼特性和高刚度低阻尼材料的高刚度特性,实现了结构高刚度高阻尼的设计。 展开更多

关键词 自由阻尼层 双材料设计 拓扑优化 振动响应

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加筋板自由阻尼铺层的拓扑优化研究 被引量：3

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作者 刘海 高行山 常俊玲 《强度与环境》 2014年第2期27-33,共7页

为提高铺设自由阻尼层的加筋板结构的减振降噪性能,以阻尼层厚度为设计变量,结构模态损耗因子最大为目标,阻尼材料用量为约束对阻尼材料分布进行了拓扑优化。推导了模态损耗因子对阻尼层厚度的灵敏度,在此基础上使用移动渐近线(MMA)算... 为提高铺设自由阻尼层的加筋板结构的减振降噪性能,以阻尼层厚度为设计变量,结构模态损耗因子最大为目标,阻尼材料用量为约束对阻尼材料分布进行了拓扑优化。推导了模态损耗因子对阻尼层厚度的灵敏度,在此基础上使用移动渐近线(MMA)算法对优化问题进行求解。并探讨了阻尼材料的弹性模量,损耗因子和加强筋截面尺寸对拓扑优化结果的影响。 展开更多

关键词 拓扑优化 减振降噪 阻尼材料分布 自由阻尼层

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粘弹性自由层阻尼悬臂梁的有限元模型 被引量：1

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作者 郭亚娟 李惠清 +1 位作者 孟光 李鸿光 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1538-1541,1550,共5页

根据非弹性位移场(ADF)模型的本构方程和控制方程,推导了自由层阻尼梁单元的有限元方程.通过对一类常用的粘弹性沥青阻尼片的试验参数拟合,采用Lanczos方法,计算了自由层阻尼悬臂梁的固有频率和模态阻尼比,并和试验结果进行了对比.结果... 根据非弹性位移场(ADF)模型的本构方程和控制方程,推导了自由层阻尼梁单元的有限元方程.通过对一类常用的粘弹性沥青阻尼片的试验参数拟合,采用Lanczos方法,计算了自由层阻尼悬臂梁的固有频率和模态阻尼比,并和试验结果进行了对比.结果表明,ADF模型可以准确地描述粘弹性材料的本构关系,并能直接在时域内与有限元方法相融合,可方便地对复合结构进行动力分析. 展开更多

关键词 粘弹性材料 自由层阻尼 有限元 本构方程

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阻尼层敷设方式对结构性能的影响 被引量：3

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作者 赵培仲 花兴艳 +1 位作者 朱金华 王源升 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2006年第2期14-15,19,共3页

采用两种弹性模量不同的高分子材料,设计了四种自由阻尼层结构。基体钢板材质相同,阻尼层的总厚度相同。阻尼层分别采用单层同一材料和两层不同材料的形式。研究了结构的阻尼性能,发现采取分层阻尼层结构,并且将弹性模量大的材料敷设在... 采用两种弹性模量不同的高分子材料,设计了四种自由阻尼层结构。基体钢板材质相同,阻尼层的总厚度相同。阻尼层分别采用单层同一材料和两层不同材料的形式。研究了结构的阻尼性能,发现采取分层阻尼层结构,并且将弹性模量大的材料敷设在外层时结构阻尼性能最好,依据高分子材料阻尼产生的机理,对此做了分析。研究了结构的固有频率,发现分层敷设结构的固有频率不因阻尼材料敷设顺序的改变而改变。 展开更多

关键词 振动与波 阻尼 固有频率 自由阻尼层结构 高分子材料

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自由阻尼复合板的模态密度研究 被引量：2

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作者 王宏伟 赵德有 《应用声学》 CSCD 北大核心 2001年第1期41-45,共5页

模态密度是统计能量分析（ＳＥＡ）的一个重要参数，尽管有关阻尼复合板振动特性的文献很多，但至今为止，研究其模态密度及变化规律的论文尚未见到，为此本文利用弹性最小势能原理和变分法，并考虑振动阻尼的影响，导出了自由阻尼复合... 模态密度是统计能量分析（ＳＥＡ）的一个重要参数，尽管有关阻尼复合板振动特性的文献很多，但至今为止，研究其模态密度及变化规律的论文尚未见到，为此本文利用弹性最小势能原理和变分法，并考虑振动阻尼的影响，导出了自由阻尼复合板的弯曲振动模态密度计算公式，系统地分析了模态密度随阻尼层厚度、温度和频率而变化的规律。 展开更多

关键词 模态密度 自由阻尼层 复合板 统计能量分析 振动 噪声 控制

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含损伤黏弹性阻尼加筋层合板声功率和指向性变异

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作者 沈敏 何为 +1 位作者 王真 余联庆 《应用声学》 CSCD 北大核心 2021年第5期705-714,共10页

该文旨在研究损伤位置和程度对自由阻尼加筋层合板声辐射功率和指向性的影响。基于Mindlin和Timoshenko梁理论,建立了自由阻尼层合板-梁组合结构有限元模型。数值求解四边简支边界条件自由阻尼加筋层合板振动响应,继而通过Rayleigh积分... 该文旨在研究损伤位置和程度对自由阻尼加筋层合板声辐射功率和指向性的影响。基于Mindlin和Timoshenko梁理论,建立了自由阻尼层合板-梁组合结构有限元模型。数值求解四边简支边界条件自由阻尼加筋层合板振动响应,继而通过Rayleigh积分计算加筋层合板辐射声功率和指向性。将计算得到的前4阶模态固有频率、声辐射功率与指向性与已有文献进行了对比基本一致,验证了数值模型的正确性。最后,详细讨论了损伤位置和程度对自由阻尼加筋层合板固有频率、振型、声辐射功率和指向性的影响,结果表明:随着结构损伤程度的增大,声辐射功率峰值向低频移动,在更多角度上出现明显的指向性;声辐射功率和指向性对损伤位置比损伤程度更加敏感。 展开更多

关键词 加筋板结构 结构损伤 自由阻尼层 辐射功率 指向性

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阻尼材料在油底壳减振降噪中的应用研究 被引量：8

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作者 刘献栋 张永仁 +1 位作者 何田 单颖春 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2008年第1期132-137,共6页

对某柴油机的油底壳进行了模态试验、模态分析和谐响应分析,得到其振动响应特性的基础上,利用边界元方法对没有阻尼层结构、具有自由阻尼层结构和具有约束阻尼层结构的油底壳的声辐射特性进行了研究,得出了阻尼结构对改善油底壳的声辐... 对某柴油机的油底壳进行了模态试验、模态分析和谐响应分析,得到其振动响应特性的基础上,利用边界元方法对没有阻尼层结构、具有自由阻尼层结构和具有约束阻尼层结构的油底壳的声辐射特性进行了研究,得出了阻尼结构对改善油底壳的声辐射特性的一些规律。 展开更多

关键词 振动与波 谐分析 辐射噪声 油底壳 自由阻尼层 约束阻尼层

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阻尼材料中气泡的存在对结构阻尼性能的影响 被引量：6

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作者 赵培仲 朱金华 花兴艳 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 2005年第2期138-139,157,共3页

为了研究粘弹性阻尼结构的阻尼层中的气泡对结构阻尼性能的影响,制备了两种自由阻尼层结构,其中一个阻尼层中含有较多的气泡,而另一个则基本没有气泡。对两种结构进行试验模态分析,研究比较了两种结构的阻尼比,同时还比较了两结构对应... 为了研究粘弹性阻尼结构的阻尼层中的气泡对结构阻尼性能的影响,制备了两种自由阻尼层结构,其中一个阻尼层中含有较多的气泡,而另一个则基本没有气泡。对两种结构进行试验模态分析,研究比较了两种结构的阻尼比,同时还比较了两结构对应点的加速度导纳曲线和相同激励下的线性谱曲线。研究结果表明,阻尼材料中气泡的存在将会降低结构的阻尼性能。 展开更多

关键词 阻尼材料 气泡 自由阻尼层结构 阻尼性能

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阻尼复合板声辐射特性的参数化水平集拓扑优化 被引量：1

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作者 李壮 黄逸哲 +1 位作者 郑伟光 黄其柏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2020年第11期1641-1646,共6页

围绕自由阻尼复合板的阻尼层分布形式对结构声辐射特性的影响,采用基于全局支撑径向基函数(GSRBF)插值的参数化水平集方法,提出了一种以复合板表面法向复振速幅值之和作为简化目标的声辐射特性优化方法。在阻尼层材料体积分数约束下,求... 围绕自由阻尼复合板的阻尼层分布形式对结构声辐射特性的影响,采用基于全局支撑径向基函数(GSRBF)插值的参数化水平集方法,提出了一种以复合板表面法向复振速幅值之和作为简化目标的声辐射特性优化方法。在阻尼层材料体积分数约束下,求解目标函数的变分并构建水平集函数速度场,以数值算例验证了该简化模型在避免复杂计算的同时能有效降低结构声辐射功率,说明参数化水平集方法用于基于声辐射特性的复合板结构拓扑优化是行之有效的。 展开更多

关键词 拓扑优化 参数化水平集 自由阻尼层 声辐射

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高速列车铝型板振动声辐射特性研究 被引量：1

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作者 金乃麒 张丰收 +1 位作者 张春岩 沈火明 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第S1期118-122,共5页

采用有限元方法建立高速列车铝型板结构分析模型,在设定边界条件基础上,利用声学软件完成了结构的固有特性、结构辐射声功率等声场特性参数计算。重点研究了自由阻尼层敷设前后底板厚度及阻尼层厚度对其固有特性及截止频率值的影响,以... 采用有限元方法建立高速列车铝型板结构分析模型,在设定边界条件基础上,利用声学软件完成了结构的固有特性、结构辐射声功率等声场特性参数计算。重点研究了自由阻尼层敷设前后底板厚度及阻尼层厚度对其固有特性及截止频率值的影响,以及对板结构振动声辐射特性的影响。研究结果表明:低阶频率范围底板厚度及自由阻尼层厚度对辐射声功率影响不明显;高阶频率范围结构会发生不可忽略的局部模态变形,底板厚度越小结构总辐射声功率越大,声辐射能力越强。敷设自由阻尼层时能够降低结构辐射声功率,但是阻尼层厚度变化对辐射声功率影响不明显。 展开更多

关键词 高速列车 铝型板 自由阻尼层 声功率

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