周期和失諧周期雙層加勁板的振動(dòng)傳播特性分析.pdf

1、由于加勁肋可以提高平板結(jié)構(gòu)的橫向剛度和軸向抗失穩(wěn)能力，周期多跨雙層加勁板結(jié)構(gòu)在土木建筑、橋梁、航空等工程中應(yīng)用廣泛。振動(dòng)在理想周期結(jié)構(gòu)中傳播會(huì)表現(xiàn)出“通帶”和“禁帶”特性。而實(shí)際工程結(jié)構(gòu)不可避免地同理想周期結(jié)構(gòu)之間存在一定的偏差，即為失諧。當(dāng)結(jié)構(gòu)中存在失諧時(shí)，即使振動(dòng)頻率處于理想周期結(jié)構(gòu)的“通帶”內(nèi)，也會(huì)產(chǎn)生衰減而不能傳遍整個(gè)結(jié)構(gòu)，發(fā)生振動(dòng)局部化現(xiàn)象。局部化破壞了周期結(jié)構(gòu)模態(tài)的規(guī)則性，在外激勵(lì)下會(huì)使結(jié)構(gòu)某些部位的響應(yīng)幅值過(guò)大，產(chǎn)生能量積

2、聚，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞破壞。因而分析失諧周期結(jié)構(gòu)的振動(dòng)局部化問(wèn)題具有重要的理論及現(xiàn)實(shí)意義，可以為重要子結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制和減振設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 本文基于薄板理論，利用傳遞矩陣法研究了跨間無(wú)加勁肋和有加勁肋的周期和失諧周期雙層肋板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)傳播問(wèn)題。計(jì)算了局部化因子，并討論了跨長(zhǎng)失諧量、加勁肋的抗彎和抗拉剛度等因素對(duì)局部化因子的影響。研究結(jié)果表明： 1）周期雙層肋板中的振動(dòng)傳播存在“通頻”和“禁頻”特性。當(dāng)跨長(zhǎng)失諧時(shí)，振動(dòng)

3、會(huì)出現(xiàn)局部化現(xiàn)象，且局部化程度隨失諧量的增加而加強(qiáng)。 2）多耦合時(shí)，振動(dòng)局部化程度隨著跨端加勁肋抗彎剛度的增加在低頻區(qū)域略有增強(qiáng)，高頻區(qū)域略有減弱，但是“通帶”和“禁帶”的范圍變化不大?？缍思觿爬呖估瓌偠鹊脑黾訉⑹咕植炕潭认葴p弱后加強(qiáng)，并趨于穩(wěn)定，當(dāng)跨端加勁肋抗拉剛度趨于無(wú)限大時(shí)，最終趨于單耦合的情況。此外，雙層加勁板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)局部化對(duì)于加勁肋的抗拉剛度比抗彎剛度更加敏感。 3）跨間加勁肋的抗拉、抗彎剛度對(duì)振動(dòng)處于中頻

4、率段時(shí)影響較大，隨著其增大，結(jié)構(gòu)的“禁帶”區(qū)變寬，局部化因子增大。所以，通過(guò)合理設(shè)計(jì)和調(diào)整跨間加勁肋剛度可以對(duì)振動(dòng)處于中頻率段的結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)控制。 4）跨長(zhǎng)取值的大小對(duì)雙層加勁板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)局部化現(xiàn)象影響十分顯著。隨著跨長(zhǎng)的增大，低頻區(qū)域“禁帶”變窄，“通帶”數(shù)量增加；中高頻區(qū)域“通帶”變窄，“禁帶”數(shù)量增加。而跨長(zhǎng)失諧量對(duì)結(jié)構(gòu)的振動(dòng)傳播特性的影響主要體現(xiàn)在第一“禁帶”以后的頻率段。因此，選擇合適的跨長(zhǎng)及跨長(zhǎng)失諧量可以達(dá)到防振減振