基于粘弹性阻尼层随机性的自由阻尼层板的振动和阻尼分析

第5卷第2期2001年4月

文章编号:1007-7294(2001)02-0062-11

船舶力学

JournalofShipMechanicsVol.5No.2Apr.2001

基于粘弹性阻尼层随机性的自由阻尼

层板的振动和阻尼分析

桂洪斌,赵德有,郑云龙

(大连理工大学船舶工程系,大连116024)

摘要:本文基于粘弹性阻尼层的随机性用MonteCarlo直接抽样法对自由阻尼层板的振动和阻尼进行了分析研究。分析中随机变量取正态分布。针对不同的阻尼层厚度分别考察了复弹性模量的实部、虚部、材料的损耗因子的影响。考察了整体性和局部单元性阻尼层厚度的影响。结果表明,粘弹性材料弹性模量的随机性对结构固有频率的影响不大,对模态损耗因子影响较大;不论是整体的还是局部单元的,阻尼层厚度的随机性对模态损耗因子的影响很显著。因此粘弹性阻尼层的随机性对抑制结构共振响应和声辐射的影响是较大的。阻尼层厚度局部单元随机性的影响表明了对阻尼结构采用随机分析的必要性。

关键词:自由阻尼层板;粘弹性模量;固有频率;模态损耗因子;随机变量;MonteCarlo法中图分类号:U661.44O327TB53

文献标识码:A

1前言

一些高分子聚合物具有粘弹性性质,对弹性和粘弹性材料进行合理的配置可以有效地抑制结构的振动和噪声。粘弹性阻尼材料是利用其变形来达到减振降噪的目的的,自由阻尼结构是利用粘弹性材料的直接交互变形,约束阻尼结构是利用粘弹性材料的剪切变形[1]。

关于弹性 粘弹性复合结构振动和阻尼的分析研究已进行了很多。但基本上是限于具有确定参数的问题,关于随机参数的情况则尚未见到专门研究。

结构的随机参数大体可分为材料的随机性、结构的几何参数的随机性和结构边界条件的随机性等。本文基于粘弹性材料弹性模量和厚度的随机性分析了自由阻尼层板的固有频率和损耗因子。模态损耗因子是影响结构共振响应和声辐射的重要因素,因此模态损耗因子的变化直接影响着结构抑制共振响应和声辐射的有效性。

2自由阻尼层板有限元公式

[2]

如果自由阻尼层板的厚度符合薄板结构,则结构的分析可以采用用于薄板弯曲分析的四结点板弯

曲单元,每个结点3个参数(w, x, y)。单元刚度矩阵是

[K]e=

[B][D][B]d

T

(1)

式中[B]是单元应变矩阵;[D]是弹性关系矩阵,由两部分组成收稿日期:2000-08-01

基金项目:高等学校博士点基金资助(1999014103)

作者简介:桂洪斌(1967-),男,大连理工大学博士生。

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