目前,人们对于粘弹性阻尼材料及其约束阻尼结构的研究已经相对成熟,但由于实际工程中约束层和阻尼层与基层并不能完全覆盖,导致传统的约束阻尼结构不能广泛应用。为了增强工程实用性,本文对局部约束阻尼结构的振动性能开展了研究,并对结构进行了优化设计。本文首先研究了作为阻尼层的两种粘弹性阻尼材料的基本性能和动态力学性能,之后通过局部约束阻尼结构铝板实验研究了约束层和阻尼层敷设面积以及阻尼层厚度对试样振动性能的影响,最后在其最佳面积覆盖率80%的基础上,首先研究了更大阻尼层厚度对局部约束阻尼结构砂浆板振动性能的影响,然后将其阻尼层分段布置,通过改变阻尼层内的剪切变形场,实现了结构的优化设计,并探究了切口数量和位置对结构振动性能的影响规律。粘弹性阻尼材料的基本性能研究表明,Qtech T501和Qtech T413阻尼材料的密度分别为1.136g/cm~3和0.995g/cm~3,两种材料均属于轻质材料,从而可以在保证结构稳定性的前提下,增大结构的阻尼效果;两种材料凝胶时间和表干时间都很短,且固含量高,从而可以一次施工便可达到厚度要求,均属于高固含量快速固化型材料;两种材料的硬度较小,但韧性较强,从而保证当其和刚度较大的材料构成阻尼结构时,不会发生脆性破坏。DMA研究结果表明,在本实验研究的温频范围内,损耗因子最大为0.642,说明该材料有良好的耗能特性。在频率不变时,随着温度的升高,Qtech T413材料的储能模量不断降低并最终趋向平稳,而损耗模量先升高,在-25℃附近取得峰值后迅速下降。温度一定时,材料储能模量和损耗模量随着频率的升高而增大。以上可以说明本实验所采用的粘弹性阻尼材料具有玻璃化转变区域范围较宽、阻尼效果明显和适用范围广的优点,可以作为结构的阻尼层应用于实际工程中。局部约束阻尼结构铝板的振动性能研究表明,相同约束层和阻尼层敷设面积的试样中,随着阻尼层厚度从0.3mm增加至0.7mm,试样的复合损耗因子不断提升,振动加速度最大幅值和振动加速度总级值均有所降低,且一直保持着较高的下降率,总级值最大降低了1.97dB,说明在本实验范围内,随着阻尼层厚度的增加,试样的阻尼性能不断改善。另外,阻尼层厚度一定,当试样约束层和阻尼层的敷设面积从40%增加到100%时,各组试样的振动加速度最大幅值均有所降低,当约束层和阻尼层敷设面积从40%增加到80%时,下降率最大可达到21.8%,而从80%增加到100%时,下降率最小仅为4.9%,下降趋势渐缓,复合损耗因子的变化规律与振动加速度基本一致,且振动加速度总级值在敷设面积为80%时取到最低值131.54dB。综合考虑工程成本和阻尼效率等因素,选定0.7mm为该实验的最佳阻尼层厚度,80%为该实验的最佳面积覆盖率。局部约束阻尼结构砂浆板的振动性能研究表明,振动加速度、振动加速度总级值和复合损耗因子各项指标都显示,阻尼层厚度从1mm增加到2mm时,阻尼层厚度的增加可以明显地改善试样的阻尼性能,而阻尼层厚度增加到3mm时,试样的阻尼性能改善效果并不明显。另外,通过开设切口的方式可以放大阻尼层内的剪切变形,从而可以有效地抑制振动,且切口经过结构中心时优化效果最为明显。在开设切口的几种方式中,按对振动加速度、振动加速度总级值和复合损耗因子改善效果排序,切口数目从高到低依次为3个>1个>4个>2个,且3个和1个切口试样的阻尼效果明显好于4个和2个切口以及不开设切口的试样。综合考虑工程成本和阻尼效率等因素选定2mm阻尼层为该结构的最佳阻尼层厚度,在开设切口的四种方案中,开设3个切口的方案优化效果最好。