10、铝制板结构约束阻尼层厚度的设计优化与卡丁车车架设计研究

铝制板结构约束阻尼层厚度的设计优化与卡丁车车架设计研究

在许多工程应用中，如汽车、航空航天和飞机领域，板结构常被用作承载平台。然而，外部来源的动态载荷（如汽车行驶时路面的不平度、航空航天器受到的气动压力）会引发振动，这些振动会通过板结构传递到安装在其上的子系统，影响子系统的正常运行。因此，如何减少振动对系统的影响成为了一个重要的研究课题。

铝制板结构约束阻尼层厚度的设计与优化

• 背景与原理
  • 当振动对子系统影响较大时，减少振动影响的方法有三种：一是减少振动源的振动，但这在实际中往往不可行；二是对子系统进行改进，但子系统的设计通常已确定，难以更改；因此，唯一可行的方法是对传递路径，即接口支撑结构（板）进行修改。
  • 聚合物阻尼层因其弹性和高能量耗散能力，可用于控制振动。在接口支撑结构中，通过在两块不同金属板之间夹入约束阻尼层（粘弹性材料），可降低振动响应。
  • 阻尼是衡量结构中振动能量耗散速率的指标，为保护结构免受振动影响，需要增强阻尼。振动特性（如共振频率、损耗因子和动态杨氏模量）会随温度和加载速率显著变化。在弯曲振动中，阻尼层会发生较大的剪切变形，剪切阻尼可能超过拉伸阻尼。
• 设计输入参数
  • 以1.5mm厚的三层矩形四边支撑铝板为例，设计输入的模态参数如下：
    1. 板的长度a = 1000mm
    2. 板的宽度b = 500mm
    3. 板的厚度h1 = 1.5mm