主动约束层阻尼梁结构复杂耦合振动的多层谱有限元法 被引量：13

1

作者 王淼 方之楚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期87-90,共4页

针对全主动约束层阻尼(ACLD)覆盖的梁结构复杂耦合振动特性,采用一种新型的多层谱有限元法(MLSFEM)进行研究.该方法的特点是可避开采用谱有限元法时须求解带未知参数的高阶特征方程的困难,同时又保持谱有限元法使用很少单元却高精确度... 针对全主动约束层阻尼(ACLD)覆盖的梁结构复杂耦合振动特性,采用一种新型的多层谱有限元法(MLSFEM)进行研究.该方法的特点是可避开采用谱有限元法时须求解带未知参数的高阶特征方程的困难,同时又保持谱有限元法使用很少单元却高精确度的优点.对典型算例使用该法的计算结果与采用谱传递矩阵法(STMM)获得的相应精确结果作了比较,证实了MLSFEM用于ACLD梁结构的有效性与精确性.还分别采用位移负反馈和速度负反馈两种控制策略,研究控制增益与ACLD梁结构动力特性之间的关系.结果表明,两种反馈控制策略对ACLD梁结构动力特性有着显著不同的影响. 展开更多

关键词 主动约束层阻尼梁结构 多层谱有限元法 谱传递矩阵法 GHM粘弹性模型

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主动约束层阻尼梁结构的应力连续模型

2

作者 王淼 孟光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期9-12,199,共5页

考虑到较厚的阻尼层内高阶剪切效应不应忽略,使用Reddy的三阶位移场描述阻尼层的纵向位移,使得在分界面上不仅位移连续,而且应力连续,从而提出ACLD结构的一种新模型"应力连续模型"。在此基础上,使用谱有限元法(SFEM)对ACLD梁... 考虑到较厚的阻尼层内高阶剪切效应不应忽略,使用Reddy的三阶位移场描述阻尼层的纵向位移,使得在分界面上不仅位移连续,而且应力连续,从而提出ACLD结构的一种新模型"应力连续模型"。在此基础上,使用谱有限元法(SFEM)对ACLD梁结构进行力学建模和数值模拟,并与传统Mead-Markus模型结果进行了比较。研究表明,应力连续模型在固有频率和模态损耗因子预测上优于传统Mead-Markus模型。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 Reddy高阶剪切理论 谱有限元法 应力连续模型

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湿热环境下玻/碳纤维混杂复合材料层合梁的结构阻尼

3

作者 孙双双 王洋 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 2025年第2期89-97,共9页

在考虑湿热应力及湿热环境对复合材料力学性能影响的基础上,按照能量耗散原理及宏观应变能法建立了湿热环境下玻/碳纤维层间混杂复合材料层合梁的阻尼预测模型,并利用MATLAB软件编写了玻/碳纤维混杂复合材料损耗因子的求解程序,研究了... 在考虑湿热应力及湿热环境对复合材料力学性能影响的基础上,按照能量耗散原理及宏观应变能法建立了湿热环境下玻/碳纤维层间混杂复合材料层合梁的阻尼预测模型,并利用MATLAB软件编写了玻/碳纤维混杂复合材料损耗因子的求解程序,研究了湿热环境下温度、湿度、湿热耦合、铺层顺序、铺层厚度及纤维铺设角度对玻/碳纤维混杂复合材料层合梁阻尼性能的影响规律。结果表明:较常温干态环境,湿热条件增大了玻/碳纤维混杂复合材料的损耗因子;当玻璃纤维复合材料单层在外层铺设时,玻/碳纤维混杂复合材料的阻尼性能较好。此外发现,当铺设角度为[±θ]、玻璃纤维复合材料单层板位于外层时,玻/碳纤维混杂复合材料层合梁的损耗因子受铺设角度的影响非常显著,当铺设角度为90°时阻尼性能较好。 展开更多

关键词 湿热环境 玻/碳纤维混杂复合材料层合梁 宏观应变能法 结构阻尼

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智能约束层阻尼结构动力学建模及振动主动控制研究 被引量：1

4

作者 黄志诚 黄帆 +1 位作者 王兴国 褚福磊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期45-51,124,共8页

基于耗散坐标与GHM(Golla-Hughes-Mctavish)模型建立智能约束层阻尼悬臂梁结构的动力学模型,并研究智能约束层悬臂梁结构的振动主动控制。针对结构模型自由度过高问题,分别在物理空间和模态空间对结构模型进行联合降阶处理。先通过具体... 基于耗散坐标与GHM(Golla-Hughes-Mctavish)模型建立智能约束层阻尼悬臂梁结构的动力学模型,并研究智能约束层悬臂梁结构的振动主动控制。针对结构模型自由度过高问题,分别在物理空间和模态空间对结构模型进行联合降阶处理。先通过具体算例验证了该研究建模方法的正确性,然后比较研究了压电片和黏弹性层铺设位置对系统振动控制效果和控制成本的影响。最后验证了结构简化模型的普遍适用性。研究结果显示,在控制器反馈增益相同的条件下,压电片和黏弹性层的位置越靠近固定端,系统控制效果越好,控制成本越小。简化的模型对含有噪声的输入信号也有较好的控制效果。 展开更多

关键词 振动主动控制 GHM模型 模型降阶 智能约束层阻尼(ICLD)

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主动约束层阻尼梁的有限元建模及模型简化 被引量：3

5

作者 石银明 张洪渊 +2 位作者 华宏星 李中付 傅志方 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期29-31,共3页

将有限元方法与粘弹性材料的GHM模型相结合 ,从而避免因粘弹性材料导致的非线性微分方程。为进一步设计控制器 ,先在物理空间通过迭代进行动力缩聚 ,将系统降至适当的维数 ,然后在状态空间用鲁棒降阶的方法进一步降阶。这样能使降阶后... 将有限元方法与粘弹性材料的GHM模型相结合 ,从而避免因粘弹性材料导致的非线性微分方程。为进一步设计控制器 ,先在物理空间通过迭代进行动力缩聚 ,将系统降至适当的维数 ,然后在状态空间用鲁棒降阶的方法进一步降阶。这样能使降阶后的系统既可观性 ,又可控性。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 鲁棒降价方法 粘弹性材料 模型降价 主动约束层阻尼梁 压电陶瓷材料

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主动约束层阻尼板结构动力学建模研究 被引量：3

6

作者 刘天雄 华宏星 +2 位作者 张志谊 石银明 陈兆能 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2003年第3期42-46,共5页

将有限元法和GHM法相结合 ,给出了建立主动约束层阻尼 (ACLD)板结构动力学模型的新方法。建模时 ,考虑到粘弹材料 (VEM )的纵向位移影响 ,采用GHM方法描述VEM的本构关系 ,解决了VEM的力学特性随温度和频率变化的难点 ,避免因VEM的复杂... 将有限元法和GHM法相结合 ,给出了建立主动约束层阻尼 (ACLD)板结构动力学模型的新方法。建模时 ,考虑到粘弹材料 (VEM )的纵向位移影响 ,采用GHM方法描述VEM的本构关系 ,解决了VEM的力学特性随温度和频率变化的难点 ,避免因VEM的复杂本构关系而产生的微分积分方程。算例表明本文给出的建模方法是准确的 ,A CLD结构能够有效控制结构振动。 展开更多

关键词 结构动力学 建模 主动约束层阻尼板结构 振动控制 有限元法 粘弹材料 模型 ACLD

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主动约束层阻尼梁的数值模型 被引量：2

7

作者 石银明 华宏星 +1 位作者 李中付 傅志方 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期99-104,共6页

为对主动约束层阻尼结构建立精确完善的数学模型 ,采用有限元建模 ,并考虑到压电材料的机电耦合效应和粘弹性材料的本构关系随温度、频率的变化而变化的特点 ,将有限元方法与粘弹性材料的 GHM模型相结合 ,从而避免因粘弹性材料导致的非... 为对主动约束层阻尼结构建立精确完善的数学模型 ,采用有限元建模 ,并考虑到压电材料的机电耦合效应和粘弹性材料的本构关系随温度、频率的变化而变化的特点 ,将有限元方法与粘弹性材料的 GHM模型相结合 ,从而避免因粘弹性材料导致的非线性微分方程 ,能直接求解模态频率、模态阻尼及结构响应。为进一步设计控制器 ,先在物理空间进行动力缩聚 ,将系统降至适当的维数 ,然后在状态空间用鲁棒降阶的方法进一步降阶。这样既能大大降低系统维数 ,又能保证降阶后系统稳定、可控、可观。这对于重量轻、柔度大。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 有限元 粘弹性材料 梁 混合控制 压电材料 非线性微分方程 鲁棒降阶方法

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主动约束层阻尼杆结构纵振的多层谱有限元法 被引量：1

8

作者 王淼 方之楚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期302-305,共4页

针对主动约束层阻尼(ACLD)覆盖的杆结构的纵向振动,采用一种新型的多层谱有限元法(MLSFEM)进行研究.该方法能避开使用谱有限元法(SFEM)须求解带未知参数的高阶特征方程以形成动力形状函数的困难,同时又保留SFEM仅用很少单元却精度高的优... 针对主动约束层阻尼(ACLD)覆盖的杆结构的纵向振动,采用一种新型的多层谱有限元法(MLSFEM)进行研究.该方法能避开使用谱有限元法(SFEM)须求解带未知参数的高阶特征方程以形成动力形状函数的困难,同时又保留SFEM仅用很少单元却精度高的优点.采用MLSFEM的典型算例表明,该方法比有限元法(FEM)更有效、精确.此外,研究了不同控制策略对悬臂ACLD杆结构频响函数的影响. 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 纵向振动 谱有限单元法 多层谱有限单元法

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子空间辨识方法在主动约束层阻尼筒形结构建模中的应用

9

作者 续秀忠 章艺 +1 位作者 童宗鹏 华宏星 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期809-812,共4页

通过以系统输入、输出的随机响应采样值为依据的子空间辨识方法获取系统的模态参数和空间状态方程.在辨识过程中分别根据输入/输出信号和输出信号进行辨识,并利用实验测试数据验证模型的精度.辨识和实验结果比较表明,此方法能够得到多... 通过以系统输入、输出的随机响应采样值为依据的子空间辨识方法获取系统的模态参数和空间状态方程.在辨识过程中分别根据输入/输出信号和输出信号进行辨识,并利用实验测试数据验证模型的精度.辨识和实验结果比较表明,此方法能够得到多自由度系统较精确的状态空间模型,为振动控制器的设计提供了一个精确的控制模型. 展开更多

关键词 子空间辨识 筒形结构 主动约束层阻尼

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主动约束层阻尼结构的一种新模型

10

作者 王淼 方之楚 孟光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期74-75,共2页

提出一种主动约束层阻尼结构的新力学模型。该模型假定阻尼层既横向剪切变形又横向拉压变形,主动约束层和基层存在不同的横向位移。使用有限元法建立主动约束层阻尼梁的动力学方程,并针对典型算例进行数值计算。与传统模型比较发现:粘... 提出一种主动约束层阻尼结构的新力学模型。该模型假定阻尼层既横向剪切变形又横向拉压变形,主动约束层和基层存在不同的横向位移。使用有限元法建立主动约束层阻尼梁的动力学方程,并针对典型算例进行数值计算。与传统模型比较发现:粘弹性层的横向拉压变形不但会影响系统的动态特性,而且会降低压电层的主动控制作用。研究表明,粘弹性层横向压缩变形不应忽略。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 横向拉压变形 有限元法 GHM模型

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基于主动约束阻尼层的次镜支撑结构设计 被引量：2

11

作者 田士涛 徐振邦 +2 位作者 秦超 夏明一 吴清文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期207-215,共9页

为了提高空间望远镜次镜支撑结构的动力学性能,利用主动约束阻尼层对次镜支撑结构进行了设计,主动约束阻尼层在柔性结构表面覆盖阻尼材料和压电陶瓷材料,是对柔性结构进行振动抑制的有效手段。首先建立了主动约束阻尼层的有限元模型,采... 为了提高空间望远镜次镜支撑结构的动力学性能,利用主动约束阻尼层对次镜支撑结构进行了设计,主动约束阻尼层在柔性结构表面覆盖阻尼材料和压电陶瓷材料,是对柔性结构进行振动抑制的有效手段。首先建立了主动约束阻尼层的有限元模型,采用比例微分控制算法对压电陶瓷进行闭环控制,分析了阻尼材料厚度和控制增益对支撑结构阻尼特性的影响,结果表明增大阻尼层厚度或增大控制增益能够提高结构阻尼特性,但增大阻尼层厚度同时也会降低压电陶瓷的驱动性能。对空间望远镜整体结构的分析结果显示,覆盖主动约束阻尼层后支撑结构的固有频率会略微降低,但是次镜位置的频率响应明显下降,次镜的面型精度也有提高。 展开更多

关键词 空间望远镜 次镜支撑结构 主动约束阻尼层 有限元方法 动力学

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主动约束层阻尼结构振动控制试验研究

12

作者 郝联盈 姚起杭 王亚锋 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第z1期101-105,共5页

基于主动约束层阻尼结构及独立模态振动控制方法 ,利用压电驱动器 /传感器和粘弹性材料与薄板构成的复合层压阻尼结构 ,在理论研究的基础上 ,对一悬壁板结构进行了试验研究 ,给出了部分试验研究结果 ,分析总结了主动约束层阻尼结构的主... 基于主动约束层阻尼结构及独立模态振动控制方法 ,利用压电驱动器 /传感器和粘弹性材料与薄板构成的复合层压阻尼结构 ,在理论研究的基础上 ,对一悬壁板结构进行了试验研究 ,给出了部分试验研究结果 ,分析总结了主动约束层阻尼结构的主要优缺点。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼结构 独立模态 粘弹性材料

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主动约束层阻尼振动控制技术现状及展望 被引量：8

13

作者 刘天雄 石银明 +3 位作者 华宏星 李中付 朱继梅 陈兆能 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期1-6,10,共7页

本文在建模、控制策略、系统实现和应用等多方面对主动约束层阻尼振动控制技术的历史、现状进行了分析 ,指出了实施主动约束层阻尼振动控制技术继续发展的技术及待解决的问题。

关键词 阻尼减振 主动约束层阻尼 振动控制 结构振动 主动约束层阻尼结构

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基于传递函数方法的约束层阻尼梁动力学分析 被引量：30

14

作者 李恩奇 雷勇军 +1 位作者 唐国金 李道奎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期75-78,共4页

主要采用传递函数方法对约束层阻尼梁进行动力学分析。首先应用Ham ilton原理推导出梁的六阶微分方程和边界条件,然后引入状态向量,使用分布参数传递函数方法建立系统的状态空间方程,得到了系统的固有频率、损耗因子和频响曲线。算例的... 主要采用传递函数方法对约束层阻尼梁进行动力学分析。首先应用Ham ilton原理推导出梁的六阶微分方程和边界条件,然后引入状态向量,使用分布参数传递函数方法建立系统的状态空间方程,得到了系统的固有频率、损耗因子和频响曲线。算例的计算结果和相关文献比较,吻合良好,表明该方法的正确性。且传递函数方法计算简捷,无需求解复杂变系数的微分方程组,更适宜分析粘弹性材料力学性能随频率变化的结构动力学问题。 展开更多

关键词 传递函数方法 约束层阻尼梁 粘弹性 动力学分析

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约束层阻尼梁的有限元分析 被引量：7

15

作者 石银明 华宏星 傅志方 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第9期1289-1292,共4页

将粘弹性材料的动力特性描述与工程上最常用的有限元分析结合起来 ,采用 GHM方法描述弹性材料的本构关系 .进行有限元分析时 ,考虑到粘弹性材料轴向位移的影响 ,并引入耗散自由度 ,导出了标准二阶定常线性系统模型 ,从而避免因粘弹性材... 将粘弹性材料的动力特性描述与工程上最常用的有限元分析结合起来 ,采用 GHM方法描述弹性材料的本构关系 .进行有限元分析时 ,考虑到粘弹性材料轴向位移的影响 ,并引入耗散自由度 ,导出了标准二阶定常线性系统模型 ,从而避免因粘弹性材料导致的高阶非线性方程 .算例的计算结果与相关文献中的计算及试验进行比较 ,吻合良好 .表明该方法切实可行 ,计算简捷 ,而且可用于主动控制 ,以便开发出既有被动约束层阻尼控制的高鲁棒性、可靠性 ,又有主动控制的高效性。 展开更多

关键词 约束层阻尼 有限元 结构振动 振动控制

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具有主动约束层阻尼板的振动杂交控制 被引量：10

16

作者 张希农 张景绘 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1998年第12期1035-1048,共14页

本文研究了局部附加主动约束阻尼层（ＬＡＣＬ）板的主、被动杂交控制问题·基于弹性、粘弹性、压电材料的本构关系，建立了系统的控制方程·利用Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法和ＧＨＭ方法将偏微分方程转换为维数不高的常微分方程组，... 本文研究了局部附加主动约束阻尼层（ＬＡＣＬ）板的主、被动杂交控制问题·基于弹性、粘弹性、压电材料的本构关系，建立了系统的控制方程·利用Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法和ＧＨＭ方法将偏微分方程转换为维数不高的常微分方程组，应用ＬＱＲ方法进行了数值模拟·计算结果表明，这种主动和被动结合的杂交控制方式具有良好的控制效果· 展开更多

关键词 振动控制 主动约束 薄板 阻尼层 杂交控制

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主动约束层阻尼部分覆盖圆柱壳耦合振动控制 被引量：19

17

作者 王淼 方之楚 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期545-549,共5页

采用分布参数建模,从Ham ilton变分原理出发推导了主动约束层阻尼(ACLD)覆盖圆柱壳耦合振动的运动微分方程和边界条件,并扩展适合一维连续结构分析的基于解析解的谱传递矩阵法(STMM)用于ACLD部分覆盖圆柱壳。通过数值计算,研究了ACLD的... 采用分布参数建模,从Ham ilton变分原理出发推导了主动约束层阻尼(ACLD)覆盖圆柱壳耦合振动的运动微分方程和边界条件,并扩展适合一维连续结构分析的基于解析解的谱传递矩阵法(STMM)用于ACLD部分覆盖圆柱壳。通过数值计算,研究了ACLD的长度和位置对固有频率和模态耗散因子的影响。STMM能有效克服有限元法单元数目多、动力学方程阶数高及ACLD长度和位置变化时须重复建模的缺点,以最少的单元数目建立低阶控制方程。典型算例显示了STMM的有效性和精确性。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 圆柱壳 谱传递矩阵法 比例微分控制器

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绕定轴转动的主动约束层阻尼板的振动控制研究 被引量：3

18

作者 刘利军 王贡献 +1 位作者 张志谊 华宏星 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期138-143,共6页

对贴有主动约束层阻尼的转动悬臂板的动力学建模及振动控制问题进行了研究。悬臂板绕定轴以不同的定常角速度作面内转动,基于Kirchhoff复合板理论,利用Lagrange与有限元结合的方式导出了系统的运动微分方程。随后用静力分析验证了压电... 对贴有主动约束层阻尼的转动悬臂板的动力学建模及振动控制问题进行了研究。悬臂板绕定轴以不同的定常角速度作面内转动,基于Kirchhoff复合板理论,利用Lagrange与有限元结合的方式导出了系统的运动微分方程。随后用静力分析验证了压电层作为主动约束层的作动效用,并给出了转动ACLD板的瞬态响应和稳态响应的数值仿真结果,对固定和转动情况下贴有PZT、PCLD和ACLD板的振动控制效果作了比较分析,结果表明ACLD可以作为一种有效的方式对转动悬臂板进行振动抑制。所得结果可以为转动柔性结构的系统辨识及其振动控制提供理论依据。 展开更多

关键词 转动悬臂板 振动控制 Lagrange公式 主动约束层阻尼

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敷设被动约束层阻尼封闭箱体结构声振特征分析 被引量：11

19

作者 韩俊 向宇 陆静 《广西工学院学报》 CAS 2012年第1期39-44,共6页

采用有限元法对敷设被动约束层阻尼封闭箱体结构声-固耦合模型进行声振特性分析,讨论了被动约束层阻尼的结构参数和敷设位置对箱体结构声振特性的影响.研究表明箱体敷设被动约束层阻尼后对减振降噪有明显作用,而且被动约束层阻尼的结构... 采用有限元法对敷设被动约束层阻尼封闭箱体结构声-固耦合模型进行声振特性分析,讨论了被动约束层阻尼的结构参数和敷设位置对箱体结构声振特性的影响.研究表明箱体敷设被动约束层阻尼后对减振降噪有明显作用,而且被动约束层阻尼的结构参数和敷设位置存在最优值. 展开更多

关键词 有限元法 被动约束层阻尼 封闭箱体结构 声振特性

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主动约束层阻尼圆柱壳动力学分析的新传递矩阵法 被引量：2

20

作者 袁丽芸 向宇 +1 位作者 黄玉盈 倪樵 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期54-57,共4页

基于作者最近导出的被动约束层阻尼(PCLD)圆柱壳的一阶整合矩阵微分方程,结合压电材料本构关系和比例微分负增益反馈控制策略(PD),建立了一种求解主动约束层阻尼(ACLD)圆柱壳动力学问题的新传递矩阵方法。提出的ACLD圆柱壳的一阶矩阵微... 基于作者最近导出的被动约束层阻尼(PCLD)圆柱壳的一阶整合矩阵微分方程,结合压电材料本构关系和比例微分负增益反馈控制策略(PD),建立了一种求解主动约束层阻尼(ACLD)圆柱壳动力学问题的新传递矩阵方法。提出的ACLD圆柱壳的一阶矩阵微分方程,采用了简化的机电耦合模型。通过对ACLD圆柱壳自由振动及其在地震激励作用下的动力学响应分析,表明ACLD圆柱壳的阻尼特性和减振效果相对于PCLD圆柱壳具有明显优势,并且发现采用周向分块敷设ACLD,且施加与结构变形中的占优模态相匹配的控制电压分布方式对地震激励的抑制效果更好。 展开更多

关键词 主动约束层阻尼 圆柱壳 一阶整合矩阵微分方程 传递矩阵法 占优模态控制

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