粘弹性阻尼理论下的结构阻尼合金时域本构模型及其应用

本文主要探讨了结构阻尼时域本构模型在阻尼合金领域的应用，针对传统线性粘性阻尼理论和经典非频变结构阻尼理论在描述阻尼合金复杂频率依赖阻尼特性上的不足。阻尼合金因其显著的阻尼效果和随频率变化的特性，对结构动力学分析提出了挑战。 作者首先利用粘弹性阻尼理论，通过对阻尼合金在频域的储能模量和损耗因子的实测数据进行细致的分析，采用最优化方法来确定标准线性体模型中的本构参数。这些参数的选择是至关重要的，因为它们直接影响到阻尼性能的精确模拟。 接下来，作者根据积分形式的三参量本构关系和变形体虚功原理，推导出了适用于有限元分析的动力学方程。这种三参数模型考虑了阻尼效应的更全面性，能够更好地反映实际物理现象。然而，初始条件的选择对结果的准确性有重大影响，因此作者对此进行了深入讨论。 在有限元动力学方程中，由于包含了卷积积分，作者通过数学推导将其简化为三阶线性微分方程组，进一步转换为标准的状态变量方程，以便于数值求解。这种方法的目的是为了克服传统模型在时域分析中的困难，提供更为准确的振动响应预测。 通过数值计算实例，作者证实了提出的时域本构模型的有效性和准确性，这对于理解和控制阻尼合金结构的动态行为具有实际意义。总结来说，本文的工作不仅提升了阻尼合金在工程结构中的分析精度，也为结构动力学分析提供了新的理论基础和技术手段。