约束阻尼结构扁簧动力学建模及拓扑优化

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2、０＂年９月．密级:硕士学位论文约束阻尼结构扁簧动力学建模及拓扑优化作者姓名:李兴光指导教师:贾宏光研究员中国科学院长春光学精密机械与物理研究所学位类别:工学硕士学科专业:机械制造及其自动化培养单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所2015年9月DynamicmodelingandtopologyoptimizationofconstraineddampingstructureflatspringByLiXing-guangADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulf

3、illmentoftherequirementForthedegreeofMasterofScienceinEngineeringChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciencesSep,2015~~·JttFif!ij*A~-~~=~-~~~~~~~*A~~~m~T~~*fi~RI~m~~~~*o•m~.~T~~~~~tt~-W~*~*'~~~~~~~~AB~~*dm~rt~~Rd*o~*A~~RM~-~~-~~A~-~.~Bff~~~T~~~~~o*~~~~$~*ffi*A

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6、的稳定性。在各种起落架形式中，扁簧式起落架具有设计制造简单、成本低等优点，被广泛应用于小中型低速飞机中。由于提高扁簧的阻尼性能对飞机的平稳性具有重要影响，本文研究了扁簧阻尼模型的建立方法以及约束阻尼层的拓扑优化方法，为设计高阻尼性能扁簧提供了依据。主要研究内容包括：1．根据扁簧单自由度自由振动试验数据分析了不同振幅下频率和粘性阻尼因子的变化趋势，并根据能量法建立了扁簧的动力学模型。最后将试验数据代入模型中进行计算，从而验证了结构阻尼计算方法的准确性。2.从能量的角度出发，依据模态应变能法推导约束阻尼层结构的动力学方程，通过粘弹性层和整体结构应变能之间的比值关系得到结构的模态损

7、耗因子，用来表征扁簧结构阻尼的性能，为进一步拓扑优化提供目标参数。根据有限元方法推导了约束阻尼结构的动力学方程。3.建立约束阻尼板以横向位移w表示的振动微分方程，推导类悬臂结构在一端固支一端自由条件下的自由振动的解析表达式。以模态应变能法求得的前三阶模态损耗因子最大为优化目标推导出约束阻尼结构目标函数的灵敏度表达式。采用基于SIMP插值的优化准则方法对复合结构进行拓扑优化分析，以删除50%的粘弹性材料和对应的约束层材料为约束条件，使保留的材料对结构阻I中国科学院大学硕士学位论文：约束阻尼结构扁簧动力学建