【摘 要】
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基于各向正交惩罚材料密度法,建立了以自由阻尼结构模态阻尼比最大化为目标,以阻尼材料体积为约束条件,以阻尼材料单元相对密度为设计变量的拓扑优化数学模型。推导了模态阻
【机 构】
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重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆大学机械工程学院
【基金项目】
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国家自然科学基金(51105390);中央高校基本科研业务费(CDJZR10110006)
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基于各向正交惩罚材料密度法,建立了以自由阻尼结构模态阻尼比最大化为目标,以阻尼材料体积为约束条件,以阻尼材料单元相对密度为设计变量的拓扑优化数学模型。推导了模态阻尼比对阻尼单元相对密度的灵敏度和设计变量的更新准则,基于优化准则算法用MSC.Nastran的Direct Matrix Abstraction Program语言编制了通用的阻尼材料拓扑优化程序。以一铝板-声腔耦合系统为对象,以结构一阶弯曲模态阻尼比最大为目标,利用该拓扑优化程序和有限元分析方法对铝板上的阻尼材料进行优化布置,并用试验进行了验证。把铝板全阻尼处理和拓扑优化后部分阻尼处理的降噪效果进行对比,在仿真环境中,参考点处声压分别下降了110.6 Pa和107.7 Pa,在实验条件下,参考点处声压分别下降了22.47 Pa和20.91 Pa,从而验证了优化方法的有效性。
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