1、學(xué)校代碼：10406分類號：TH113.1學(xué)號：120085201019南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)位研究生）約束阻尼板的結(jié)構(gòu)減振動(dòng)力學(xué)優(yōu)化方法研究約束阻尼板的結(jié)構(gòu)減振動(dòng)力學(xué)優(yōu)化方法研究（國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目No.51265040）碩士研究生：周樂導(dǎo)師：賀紅林教授申請學(xué)位級別：碩士學(xué)科、專業(yè)：機(jī)械工程所在單位：南昌航空大學(xué)答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)I摘要機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)是引起機(jī)器工作質(zhì)量下降，效率降低

2、的重要因素，是產(chǎn)生結(jié)構(gòu)噪音的主要根源，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)帶來結(jié)構(gòu)振動(dòng)疲勞等重大問題。從而給人們生產(chǎn)以及生活帶來重大損失。旨在為工程結(jié)構(gòu)板的減振動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)奠定一定的技術(shù)基礎(chǔ)，本文著力于約束阻尼板減振優(yōu)化方法的研究，其主要內(nèi)容如下：（1）針對目前各類結(jié)構(gòu)由于振動(dòng)產(chǎn)生的不良后果，提出了一些常用的減振優(yōu)化方法，重點(diǎn)闡釋了拓?fù)鋬?yōu)化方法。先簡要介紹了拓?fù)鋬?yōu)化方法的概念，以及常用的變密度法和漸進(jìn)法。給出了變密度法的數(shù)學(xué)模型以及迭代求解模型，闡析了拓?fù)鋬?yōu)化中常

3、用的拉格朗日乘子法，連續(xù)線性規(guī)劃法以及遺傳算法，并說明了這幾種算法的優(yōu)點(diǎn)以及有效性。（2）研究了粘彈性阻尼材料的阻尼特性以及其動(dòng)力學(xué)模型，給出了約束阻尼板的振動(dòng)方程。推導(dǎo)了約束阻尼板的有限元數(shù)值法求解模型以及模態(tài)阻尼比的計(jì)算模型。闡述了Krylov縮聚理論，且把此理論有效地應(yīng)用在約束阻尼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算中。（3）基于變密度拓?fù)鋬?yōu)化方法實(shí)現(xiàn)了約束阻尼板減振特性的動(dòng)力學(xué)優(yōu)化。建立約束阻尼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化模型，推導(dǎo)模態(tài)阻尼比的表達(dá)式。對結(jié)構(gòu)靈敏度進(jìn)

4、行分析。為抑制棋盤格數(shù)值不穩(wěn)定現(xiàn)象提出了獨(dú)立敏度濾波的方法，并通過MAC矩陣來隨時(shí)地跟蹤優(yōu)化模態(tài)的振型，以此確保優(yōu)化過程的順利進(jìn)行。通過實(shí)例研究分析了變密度法對自由阻尼以及約束阻尼板結(jié)構(gòu)的優(yōu)化效果。優(yōu)化時(shí)，以模態(tài)阻尼比最大為目標(biāo)函數(shù)，體積為原材料的50%為約束條件。最后都得到了較好的優(yōu)化結(jié)果。但相較于自由阻尼，約束阻尼的優(yōu)化效果更佳。（4）基于拓?fù)錆u進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化法實(shí)現(xiàn)了約束阻尼板粘彈性材料減振拓?fù)鋬?yōu)化布局，并將其與變密度法進(jìn)行對比。建立約