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基于粘弹性材料的约束阻尼适配器被动控制减振研究

专 业: 道路与铁道工程
关键词: 振动抑制 约束层阻尼 动力学建模 卫星适配器
分类号: V44
形 态: 共 53 页 约 34,715 个字 约 1.661 M内容
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内容摘要


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……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
1.1课题的背景及研究的目的、意义
1.2约束阻尼被动控制技术的现状及分析
1.3约束阻尼锥壳结构动力特性研究
1.3.1解析方法
1.3.2半解析有限元法
1.4主要研究内容
第二章 粘弹性材料特性与建模分析
2.1引言
2.2粘弹性阻尼材料的基本特性
2.3粘弹性材料建模方法
2.3.1 Maxwell模型
2.3.2 Kelvin-Voigt模型
2.3.3 Zener模型
2.3.4分数等效模型
2.3.5 AFT模型和ADF模型
2.3.6 GHM模型
2.3.7温频等效原理
2.4结构动力学分析方法
2.4.1复特征值分析
2.4.2直接频率响应分析
2.4.3模态应变能法
2.5基于粘弹性材料的被阻尼设计方法
2.5.1被动阻尼设计过程概述
2.5.2被动阻尼设计的一般过程
第三章 约束阻尼层结构的有限元建模
3.1方法概述
3.2传统有限元法建模
3.2.1约束阻尼结构单元模型
3.2.2板-梁-板单元模型
3.2.3板-实体-板单元模型
3.3采用层合理论建模
3.3.1单元模型
3.3.2位移函数
3.3.3单元动力方程
3.3.3数值算例
第四章 约束层阻尼结构振动抑制实验
4.1实验目的
4.2实验装置与实验方法
4.2.1实验设备
4.2.2实验装置
4.2.2实验内容
4.3实验结果与分析
4.3.1结果分析
4.3.2附加约束阻尼前后计算模型加速度和位移响应比较
第五章 约束阻尼适配器振动抑制研究
5.1设计要点
5.2自由阻尼适配器振动抑制设计
5.2.1结构损耗因子及传递率分析过程
5.2.2结构阻尼的设计
5.3适配器结构及简化模型
5.3.1适配器模型简化
5.3.2粘弹性阻尼层结构分析
5.4卫星适配器的有限元建模分析
5.4.1自由状态下适配器动力特性计算
5.4.2下端固支时适配器动力特性计算
第六章 结论
参考文献

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中图分类: > V44 > 航空、航天 > 航天(宇宙航行) > 航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制

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