黏彈性材料廣泛用于工程結(jié)構(gòu)減振降噪,其本構(gòu)模型的研究對黏彈阻尼結(jié)構(gòu)的動力學(xué)分析具有重要的意義。Biot模型能夠真實反映黏彈性材料參數(shù)隨著頻率變化的動力學(xué)特性;提出了一種確定其參數(shù)并將其結(jié)合到黏彈阻尼結(jié)構(gòu)有限元動力學(xué)方程的方法;通過對頻域內(nèi)試驗測得的黏彈性材料儲能模量和損耗因子數(shù)據(jù)進行多參數(shù)非線性曲線擬合,并將其轉(zhuǎn)化為在復(fù)頻域內(nèi)帶約束條件的非線性優(yōu)化問題,可以使非線性多參數(shù)確定問題大大簡化;借助輔助耗散坐標(biāo)將黏彈性材料Biot模型引入到黏彈阻尼結(jié)構(gòu)有限元動力學(xué)方程中并轉(zhuǎn)化成常規(guī)的二階線性微分方程,實現(xiàn)了求解的簡化。通過試驗研究對該方法進行了驗證,結(jié)果表明提出的Biot模型參數(shù)確定和有限元相結(jié)合的方法是正確、簡單和有效的。 

【文章來源】：振動與沖擊. 2020,39(17)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

黏彈阻尼結(jié)構(gòu)

Biot模型是一種復(fù)變量模型,如圖3所示。它將圖2(a)所示的一系列的Maxwell模型單元 (又稱微振子,Mini-oscillator)并聯(lián),然后再并聯(lián)一個彈簧。微振子項通過輔助耗散坐標(biāo)“Z”與系統(tǒng)的空間坐標(biāo)耦合,以此來模擬黏彈性材料與位移相應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變行為。其松弛函數(shù)可以表示為

為了驗證本文方法的有效性,對一根懸臂黏彈阻尼復(fù)合梁結(jié)構(gòu)進行試驗研究,如圖4所示。其表面彈性層為鋁,中間層為ZN-1黏彈性材料。試驗時用自制小錘對結(jié)構(gòu)進行激勵,由加速度傳感器獲取系統(tǒng)加速度信號,然后通過LMS Test.lab系統(tǒng)得到其頻率和損耗因子,然后根據(jù)本文方法對其進行有限元分析,對二者結(jié)果進行對比。試驗共分三個步驟:首先測定彈性材料的力學(xué)參數(shù),然后測定黏彈性材料參數(shù)并據(jù)此進行曲線擬合,確定其Biot模型參數(shù),最后對黏彈阻尼梁進行試驗,得到其固有頻率和損耗因子。2.1 彈性材料參數(shù)的試驗測定

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3060839