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原文传递复合材料桁架设计及优化

论文题名：	复合材料桁架设计及优化
关键词：	桁架浮筏;优化设计;减振性能;阻尼特性
摘要：	复合材料因比强度高和阻尼性能优越的特性逐渐在减振降噪领域被广泛应用，同时传统板梁浮筏粗大笨重，耗材小且安装简便的桁架式浮筏便受到越来越多学者的关注。此外，桁架浮筏可设计为周期性结构，合理利用其周期特性可增加结构的减振性能。　　首先，基于半功率法和频响试验测定钢质管件和复合材料管件的阻尼特性，设计填充均质沙的周期振子，通过频响试验探究不同填充率对复合材料管阻尼比的影响。频响试验结果表明，复合材料圆管的阻尼比较钢质圆管提升40.54%，均质沙填充率在75%时较钢质圆管提升约2倍。　　然后，利用ABAQUS软件分析不同形式桁架结构的静力承载能力和振动传递特性，根据其静动态响应，从减振效果的角度出发，对桁架结构进一步优化，得到复合材料桁架最终结构形式。结果表明，矩形式桁架的减振效果优于其他结构形式，优化后的复合材料桁架较原有钢结构桁架重量降低78.9%，加速度振级落差增加6.94dB。　　最后，利用3D打印技术设计复合材料桁架接头，在复合材料管内填充带有75%均质沙的周期振子，完成复合材料桁架装配，利用动态试验测定复合材料桁架的振动传递性能。试验结果表明，相比于传统钢质桁架，复合材料桁架减振性能更为优越，在复合材料管内填充周期振子可进一步增加桁架的减振效果。
作者：	何坤涛
专业：	船舶与海洋工程
导师：	邱磊;朱学康
授予学位：	硕士
授予学位单位：	华中科技大学
学位年度：	2021