鋁蜂窩夾層板耦合損耗因子研究.pdf

1、統(tǒng)計(jì)能量分析（SEA）是解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)高頻動力學(xué)問題的十分有效的方法，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。在工程實(shí)踐中成功應(yīng)用統(tǒng)計(jì)能量分析的關(guān)鍵是準(zhǔn)確地預(yù)測復(fù)雜結(jié)構(gòu)的SEA參數(shù)。鋁蜂窩夾層板因具有極高的剛質(zhì)比和抗失穩(wěn)性而被廣泛用作航天器的主體承力結(jié)構(gòu)，然而，鋁蜂窩夾層板為復(fù)雜的各向異性結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確簡便地估計(jì)出子系統(tǒng)間的耦合損耗因子十分困難。針對這一問題，論文在研究統(tǒng)計(jì)能量分析模態(tài)法理論和對偶模態(tài)方程的基礎(chǔ)上，提出了一種估算鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)間耦合損耗因子的

2、新方法。具體研究內(nèi)容包括：
　　對統(tǒng)計(jì)能量分析的基本原理、前提假設(shè)以及適用范圍進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，討論了SEA參數(shù)理論辨識方法與實(shí)驗(yàn)辨識方法——功率輸入法。在此基礎(chǔ)上，由二子系統(tǒng)功率流平衡方程出發(fā)，應(yīng)用對偶模態(tài)方程推導(dǎo)出一個利用邊界振動模態(tài)直接計(jì)算模態(tài)耦合系數(shù)的公式，并進(jìn)行離散化處理，提出了利用蜂窩夾層結(jié)構(gòu)耦合邊界節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力和模態(tài)振型直接估算耦合損耗因子的方法。
　　對基于對偶模態(tài)法的鋁蜂窩夾層板之間的耦合損耗因子方法進(jìn)行數(shù)值

3、仿真驗(yàn)證。將對偶模態(tài)法的估算結(jié)果與SEA數(shù)值實(shí)驗(yàn)和VA-one仿真的結(jié)果對比，驗(yàn)證了對偶模態(tài)法估算鋁蜂窩夾層板之間的耦合損耗因子的正確性。研究表明，該方法步驟簡單，工作量小且具有很好的預(yù)示精度。隨后，研究了厚度比和阻尼等參數(shù)對預(yù)測精度的影響。結(jié)果表明，當(dāng)對不同厚度鋁蜂窩板使用對偶模態(tài)法進(jìn)行預(yù)示時(shí)，均具有較好的精度，對厚度相等的板進(jìn)行估算時(shí)，精度稍有誤差，但不明顯。若阻尼損耗因子相對于耦合損耗因子較小時(shí)，阻尼對對偶模態(tài)法的估算結(jié)果影響微弱

4、。再隨后，應(yīng)用該方法對復(fù)雜的鋁蜂窩殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析，得到了比較滿意的結(jié)果，為該方法應(yīng)用于實(shí)際工程中奠定了基礎(chǔ)。
　　對L型耦合的鋁蜂窩夾層板結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了對偶模態(tài)法估算鋁蜂窩夾層板耦合損耗因子的正確性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，利用實(shí)驗(yàn)測試的數(shù)據(jù)估算出激振器對實(shí)驗(yàn)試件的輸入功率和振動能量，然后使用功率輸入法辨識實(shí)驗(yàn)試件之間的耦合損耗因子，通過與對偶模態(tài)法估算結(jié)果進(jìn)行比較分析，結(jié)果趨勢一致，誤差較小，進(jìn)一步驗(yàn)證了本文