倪维宇，张横，姚胜卫

缓冲与隔振

简谐激励下阻尼复合结构多尺度拓扑优化设计

倪维宇a，张横b，姚胜卫a

（上海理工大学 a.公共实验中心 b.机械工程学院，上海 200093）

为得到抗振性能良好的板壳结构，保证设备的正常工作，文中提出一种板壳阻尼复合结构多尺度优化设计方法。以动柔度为目标，建立频域激励下和固定频率点激励下板壳阻尼复合结构中阻尼材料宏观分布和微结构协同设计的多尺度问题的数学模型，推导目标函数和约束条件对设计变量的灵敏度，并基于移动渐近线法求解优化数学模型。所提多尺度设计方法可以有效获得板壳结构最优阻尼材料宏观布局和最优阻尼复合材料微结构构型，提高了结构的动力学性能，同时结果也表明涂敷阻尼复合材料结构的振动响应相较于仅涂敷单一阻尼材料的振动响应大幅减小。研究表明，不同激励频率下阻尼材料的宏观分布形态不同，阻尼材料主要分布于结构模态振型位移的最大处和支撑端，通过加强结构的刚度，抑制了结构变形，减小了振动响应。微结构构型基本类似，其基本形态都是低刚度、高阻尼材料呈条状分布，条状分布的阻尼复合材料微结构在受弯方向上的刚度较大，可以有效抵制结构的弯曲变形。

阻尼复合结构；多尺度；拓扑优化；阻尼层；简谐激励

随着尖端科技的不断发展，高精度的产品设备在包装以及运输过程中对包装材料的隔振降噪的要求越发严格。……