【摘 要】
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能量有限元方法以波动理论为基础,从能量传递的角度建立了时间平均能量密度和时间平均功率之间的关系,被用来分析结构中、高频振动和声-振耦合问题。此方法能够克服有限元法在
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能量有限元方法以波动理论为基础,从能量传递的角度建立了时间平均能量密度和时间平均功率之间的关系,被用来分析结构中、高频振动和声-振耦合问题。此方法能够克服有限元法在中、高频分析中出现的结构模态密集、重叠问题。在以往的能量有限元研究中,结构耦合节点处没有考虑内阻尼的影响。本文从实际的工况出发考虑了内阻尼的影响。首先,以考虑结构内阻尼系数的Euler-Bernoulli梁为理论基础,建立了以任意角度耦合的简单三叉梁结构波动方程,根据耦合点处平衡条件和连续性条件得到了在分别给定弯曲波激励和纵向波激励情况下近场波幅值、远场波幅值和纵向波幅值。由于内阻尼系数的引入,近场项将消耗功率,根据振动波幅和振动功率之间的关系得到耦合点处近场耗散功率系数、反射系数和传播系数。并通过算例研究,算例一研究了内阻尼系数、耦合角度和激励频率对一种特定二维三叉梁近场耗散功率系数的影响,算例二分别分析了耦合角度和激励频率对此二维三叉梁耦合节点处的反射系数和传播系数的影响。其次,运用类似的方法研究了考虑内阻尼系数影响的的空间三叉梁结构振动功率反射关系和传播关系。算例研究了在分别给定z向弯曲波激励、纵向波激励和扭转波激励时空间耦合三叉梁结构功率系数的分布特点,并分析了在三种激励情况下激励频率对各主要功率系数的影响。最后,考虑内阻尼的影响,在以上理论研究的基础上,对一个具体二维框架结构进行了能量有限元分析,得到了各个节点处弯曲波能量密度和纵向波能量密度分布。
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