《基於波型轉換和能量局域效應的Moebius結構隔振機理研究》是依託上海交通大學，由黃修長擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於波型轉換和能量局域效應的Moebius結構隔振機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃修長
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Moebius帶狀結構是一種具有初始扭曲和彎曲的板、殼結構，項目從動力學的角度揭示其波型轉換機理和能量局域效應，並據此構造一種新型隔振結構。在理論方面，從初始扭曲板、殼結構的波傳播特性出發，研究Moebius帶狀結構的自由振動特性和強迫回響特性，分析其中各種波攜帶的能量及其空間分布，揭示其波型轉換機理和能量局域效應；並採用一階剪下變形理論分析初始扭曲板、殼結構和Moebius帶狀結構在表面貼上自由阻尼層時的能量耗散機制。在實驗方面，測試Moebius帶狀結構的模態振型以及彎曲、拉伸和扭轉應變能的分布，驗證其能量局域效應；測試Moebius隔振結構的輸入輸出導納特性和隔振系統中的振動傳遞特性,驗證其波型轉換機理和隔振性能。研究成果將有助於加深對初始扭曲結構波型轉換機理和能量耗散機制的理解，為此類隔振結構的設計提供堅實的理論依據。
結題摘要
本項目從理論分析和試驗研究兩個角度揭示了Moebius結構隔振器的波型轉換和能量局域隔振機理、非線性剛度機理。在理論上，建立了初始扭曲板結構、貼上和不貼上自由阻尼層Moebius結構的數值模型，獲得了其模態特性、在不同類型激勵力作用下的力傳遞特性和能量傳遞特性，明確了此類結構的模態局域效應和能量局域效應、波型轉換特性。在試驗上，研製了貼上和不貼上自由阻尼層Moebius結構樣機，並由多個Moebius結構構建了Moebius隔振器，通過LDV（雷射都卜勒測速儀）測試了此類形狀複雜薄壁結構的頻響函式、模態特性；通過Moebius隔振器靜壓試驗、基礎激勵下的傳遞特性試驗、Moebius隔振器單自由度隔振系統的傳遞特性試驗獲得了Moebius隔振器的高靜剛度低動剛度剛度特性、高阻尼特性。這些特性是微觀隔振機理在巨觀性能上的表現。這兩方面的研究表明，Moebius隔振結構和隔振器具有優良的性能，體現在：（1）Moebius結構和隔振器具有理想的高靜剛度低動剛度剛度特性（準零剛度特性）；（2）Moebius結構和隔振器的阻尼性能很好，模態阻尼比能夠達到0.046（貼上自由阻尼層的金屬結構的模態阻尼比通常為0.01左右）；（3）Moebius隔振器的原點阻抗大，跨點導納在整個頻段內的衰減大。因此，所提出的Moebius隔振結構和隔振器具有較好的工程套用價值。
