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约束阻尼技术在工程上是一种有效的减振手段,它可以提高结构阻尼,降低振动响应共振峰的幅值,同时具有安全、可靠的特点,在汽车、飞机和舰船的结构振动与噪声控制方面展示了极其广阔的应用前景。本文针对圆柱壳体这一常见典型工程结构进行了振动特性分析,并以此为基础进行了阻尼材料的拓扑优化分析,为约束阻尼结构的优化设计与工程应用提供了理论与技术支撑,具有重要的理论与工程应用价值,主要研究内容包括: 1.根据粘弹性材料的复变量,复常量模型,建立了全覆盖约束阻尼圆柱壳体的有限元动力学模型,计算了约束阻尼圆柱壳体的模态参数和频率响应。 2.以阻尼材料体积分数为约束条件,结构损耗因子为目标函数,建立了拓扑优化模型。推导了模态损耗因子对有无阻尼单元的灵敏度函数,采用渐进拓扑优化算法(ESO法)来研究了约束阻尼圆柱壳体的拓扑优化布局。 3.以渐进拓扑优化算法(ESO法)为基础,考虑约束阻尼材料的频变阻尼特性,利用基于模态应变能的迭代算法,求解出精确的阻尼材料参数,利用此方法研究了约束阻尼圆柱壳体的拓扑优化布局。 4.建立了以阻尼材料体积分数为约束条件,结构损耗因子为目标函数的拓扑优化模型。推导了模态损耗因子对阻尼材料密度的灵敏度函数,采用优化准则法(Optimality Criteria,OC),研究了约束阻尼圆柱壳体的拓扑优化布局,提出了基于OC法的阻尼结构拓扑优化方法。