考虑附加质量的自由阻尼层和动力吸振器减振效果分析

摘要

随着各国对能源和环保问题的日益关注，通过轻量化设计实现节能减排是当前汽车设计的一大发展趋势。然而通过减少结构件厚度或使用替代轻质材料等方式实现的轻量化往往也伴随着结构动态刚度等的弱化趋势，这给汽车振动噪声性能的提高提出了挑战。寻找适合车辆应用的轻量化的振动噪声控制措施成为一个极具工程实际意义的问题。作为结构减振降噪的两大常用控制方法，附加阻尼层和动力吸振器(DVA)在车辆结构中具有大量应用。
　　本文分别以两边简支梁、四边简支板这两种振动结构为研究对象，主要对比了质量限制下自由阻尼层(ULD)和动力吸振器两种减振措施的减振效果。在简支梁的减振优化研究中，以文献[1]中的理论模型和实验结果为基础，本文首先建立了简支钢梁上粘贴自由阻尼层结构（自由阻尼梁）和附加动力吸振器结构（动力吸振器梁）振动响应的力学模型。针对梁体附加的多个DVA参数采用一种改进的遗传算法优化，将优化后的DVA参数值用于控制梁体振动，并与自由阻尼层减振结果对比，从轻量化角度分析了二者的优劣。类似的，对于四边简支板振动的控制，本文讨论了附加经过优化的DVA和自由阻尼层的措施。针对附加多个DVA的四边简支板有成熟的解析解，而拓扑优化的阻尼层板很难提供完整的解析解的情况，本文采取了不同的模型验证方法。首先通过校核自然频率和某点频响曲线来验证模型的正确性。一方面通过对比附加DVA结构的解析模型与DVA结构的有限元模型的计算结果，互相验证两种模型的正确性。另一方面，通过试验结果验证附加阻尼层结构的有限元模型。分析结果表明:在相同附加质量的前提下，DVA在低频带内平均减振效果要优于自由阻尼层，且通过参数的优化配置可明显提高DVA的作用带宽。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景和依据

1．2 DVA的国内外研究现状

1．3 阻尼层的研究现状

1．4 DVA优化方法的研究现状

1．5 阻尼层优化方法研究现状

1．6 论文的主要研究内容

2 DVA和阻尼层的减振机理

2．1 DVA的减振原理及分析

2．2 阻尼层的减振机理

3 自由阻尼层及动力吸振器减振模型的建立与验证

3．1 自由阻尼梁模型的建立

3．2 自由阻尼板有限元模型的建立

3．3 DVA梁数学模型的建立

3．4 DVA板模型的建立

3．4．1 DvA板的数学模型建立

3．4．2 DVA板的有限元模型建立

3．5自由阻尼层减振模型的实验验证

3．5．1 实验平台的搭建

3．5．2 阻尼层减振模型的实验验证

3．6 DVA板减振模型的验证

4 应用于连续结构的DVA参数优化理论与方法

4．1 DVA参数优化理论与方法

4．2 遗传算法原理

4．3 遗传算法的改进——并行遗传算法(PGA)

4．4 应用遗传算法优化梁板减振结构

4．4．1 应用遗传算法优化DVA梁

4．4．2 应用遗传算法优化DVA板

5 考虑附加质量时DVA与阻尼层振动控制效果对比

5．1 阻尼层梁与DVA梁的减振效果对比

5．2 阻尼层板与DVA板的减振效果对比

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢