摘要：针对约束阻尼板的减振优化设计问题,提出一种约束阻尼板的黏弹性阻尼层细观拓扑优化方法。黏弹性阻尼层由三维单胞组成,采用代表体元法对三维单胞的等效材料属性进行分析。在对三维单胞施加边界条件时,考虑三维单胞上下表面受到约束层和基层约束的影响,在此基础上建立约束阻尼结构的宏观有限元模型。以宏观结构模态损耗因子最大化为优化目标,建立约束阻尼结构的黏弹性阻尼层细观结构拓扑优化模型。分析了优化目标函数关于设计变量的灵敏度,采用优化准则法对建立的优化模型求解。对建立的周期开孔的约束阻尼板有限元模型进行模态分析,与细分网格法对比,考虑边界约束的代表体元法计算得到的固有频率和模态损耗因子最大误差分别为0.09%和3.60%,而传统均匀化方法计算得到的固有频率和模态损耗因子最大误差分别为1.18%和6.59%,可见考虑边界约束的代表体元法的计算精度要高于传统均匀化方法。以黏弹性阻尼材料体积分数0.4为约束条件,分别以一阶、二阶和三阶模态损耗因子最大化为优化目标,对约束阻尼板的黏弹性阻尼层细观构型进行优化。结果表明,黏弹性阻尼层细观优化构型与目标阶次的模态振型和模态剪切应力方向相关;在黏弹性阻尼材料使用量减少了60%的情况下,优化结构的目标一阶、二阶和三阶模态损耗因子分别增加了3.70%、14.86%和10.22%,共振响应峰值分别减小了9.71%、10%和13.33%,验证了优化方法的正确性和有效性。

摘要：基于振动信号应用曲率模态方法对复合材料层合板分层损伤进行损伤检测。首先由数值模拟所得不同状态下损伤以及未损伤层合板振动特性参数计算其振型曲率和均布载荷曲面值曲率;然后基于损伤与未损伤层合板曲率值的差分值建立损伤识别指标进行分层损伤检测。最后,为解决差分算法对结构未损伤模型参数的依赖性问题,引用曲面光滑算法和曲率模态变化率法直接对损伤结构进行损伤提取。结果表明,运用曲率参数差分法可以很好地识别各类损伤,且对于多层层合板来说损伤所处层的位置会影响损伤指标值的大小。曲面光滑算法和曲率模态变化率法均可不依赖于未损伤结构参数识别各类损伤,且曲面模态变化率法的检测效果优于曲面光滑算法。