【摘 要】
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薄板结构是工业领域的一种常用的结构形式,它具有质量轻、散热性能好等优点,但由于其刚度低、阻尼小,振动声辐射通常较大。研究薄板结构表面阻尼处理技术,开发新型高效的粘弹性阻尼层结构,有效提高其阻尼特性,是降低板结构振动噪声的有效手段之一。本文从阻尼复合板结构中粘弹性层的拉伸弯曲变形及剪切变形耗能特性出发,提出了含弹性约束的新型被动复合阻尼层（Composite Damping Layer with E
【基金项目】
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国家重点实验室的开放基金“汽车车身粘弹性阻尼材料振-声特性及机理研究”；
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薄板结构是工业领域的一种常用的结构形式,它具有质量轻、散热性能好等优点,但由于其刚度低、阻尼小,振动声辐射通常较大。研究薄板结构表面阻尼处理技术,开发新型高效的粘弹性阻尼层结构,有效提高其阻尼特性,是降低板结构振动噪声的有效手段之一。本文从阻尼复合板结构中粘弹性层的拉伸弯曲变形及剪切变形耗能特性出发,提出了含弹性约束的新型被动复合阻尼层（Composite Damping Layer with Elastic Constraints,简称ECCDL）结构,和内嵌周期阵列压电片的0-3型主动粘弹性复合层（viscoelastic composite layer,简称VEC）结构,并进行了阻尼耗能机理与特性分析,具体研究工作及成果如下:基于薄板理论、假设模态法和Lagrange方程,建立了ECCDL板的动力学模型;应用COMSOL软件,算例验证了模型的正确性,分析了局部敷设、四边简支ECCDL板的自由振动和强迫振动,通过研究不同激励点、不同响应点条件下位移频响结果,总结了两种振动模态测试方法;研究了ECCDL层中粘弹性层的厚度、材料损耗因子、敷设形状位置对复合板振动的影响规律;新型的被动ECCDL层是具有高模态损耗因子的广义自由阻尼层结构;基于压电理论与Hamilton原理,建立了0-3型VEC板的动力学模型;应用COMSOL软件,通过对复合板进行静力学弯曲分析,揭示了受约束的0-3型VEC层的拉伸应变和剪切应变的面内分布,结合阻尼特性分析、不同结构振动的对比研究,进一步揭示了0-3型VEC层的耗能机理;研究了0-3型VEC层中压电片的面积、厚度、数量、中下层厚度、不同填充材料对复合板振动的影响规律;新型的主动0-3型VEC层可以优化阻尼和刚度的分配,具有更好的减振效果;针对0-3型压电主动粘弹性复合层结构,应用COMSOL多物理场耦合分析,基于感应层电压的反馈控制和基于横向速度的反馈控制,开展了0-3型VEC板的反馈控制研究;通过对振动基板敷设多块0-3型VEC层贴片,得到了其极性控制的位移频响;受主动控制的VEC板,减振效果更优。本文旨在研制开发新型高效的粘弹性阻尼层结构,探讨其阻尼耗能机理及参数变化下的振动特性,为薄板结构的阻尼设计与减振降噪提供理论依据。
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