基于粘弹性材料的约束阻尼适配器被动控制减振研究

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论文研究了基于粘弹性材料的约束阻尼层结构减振建模问题.分析了粘弹性材料的阻尼机理并比较了不同阻尼模型的优缺点,重点解决了粘弹性材料温频等效建模问题.研究了各向同性约束阻尼结构和各向异性约束阻尼结构,分别讨论了两种结构单元建模方法,通过该方法计算的算例与参考文献结果相比较,验证了这两种建模方法的正确性.针对粘弹性材料的频变特性,研究了约束阻尼结构动特性分析方法,应用迭代法来改进模态应变能法,和参考文献比较验证了其正确性.在此基础上,总结了应用有限元法进行约束阻尼结构动力学分析的步骤,为复杂约束阻尼结构振动抑制分析提供参考尼对其模态和频率的影响;制定了四种不同的星-箭耦合结构的约束阻尼减振方案,比较了主要频带内四种减振方案减振效果和变化趋势;在此基础上,建立了火箭发射过程简化模型,得到了火箭发射最危险的前90s内施加于适配器上的载荷谱,计算了附加约束阻尼后模拟卫星的减振效果,证明了其有效性.首先,分析总结约束阻尼结构建模理论和夹层板等效模型理论方法,重点研究了约束阻尼技术在锥壳卫星适配器振动抑制中的应用.其次对蜂窝锥壳适配器实物模型简化,进行了静动态力学分析,特别分析了结构模态,并进行了瞬态动力学分析和谐振分析.研究了附加约束阻束阻尼结构,能够得到和"全贴约束阻尼"结构同样甚至更好的振动抑制效果,实现约束阻尼结构的减重增效.为验证约束阻尼结构理论分析和仿真计算结果的正确性,研究了复合夹层板结构模型约束阻尼振动抑制实验.验证了附加约束阻尼前后适配器频率变化规律以及粘弹性材料的减振效果,证实了利用实模态分析来预示约束阻尼结构模态损耗因子的可行性和合理性;继而利用验证过的计算模型和实验模态损耗因子,预示了附加约束阻尼后的振动抑制效果,为约束阻尼设计提供参考;最后利用振动传递率实验证实了附加约束阻尼后良好的减振效果.实验表明,约束阻尼技术可以大大改善蜂窝锥壳卫星适配器的动力学环境.
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