在大型水下壳体外表面敷设粘弹性材料层,可以达到吸声减振的目的。但实际遇到的壳体振动引起粘弹层脱落是一个亟待研究和解决的问题。由于粘弹层与基板材料的刚度系数相差悬殊,导致振动过程中两种材料层界面上的过高动应力是引起粘弹层脱落的主要原因。为从力学角度对粘弹材料层的脱落问题给出解答,本项目在以下方面开展了研究引入分层理论建立了求解敷设粘弹层复合板壳的动力学模型,得出了求解该类复合板壳动力响应、阻尼特性和界面动应力的有效计算理论和方法。通过计算分析,系统研究了粘弹层结构形式和材料参数对结构阻尼特性和界面应力水平的影响。完成了下列4个专题的实验研究(1)丁苯橡胶材料的动态模量和粘性系数测试,(2)约束层对敷设粘弹层板减振性能的影响;(4)利用纤维加强粘弹层面内刚度对界面脱层疲劳寿命的影响;(3)橡胶-钢界面的裂纹扩展能量释放率和界面断裂韧性。研究结果说明,分层理论是求解敷设粘弹层板壳动力响应、阻尼特性和界面应力的有效方法。通过纤维加强提高粘弹层的面内刚度,可以显著地提高结构的阻尼特性,显著地降低层间界面应力和提高界面脱层疲劳寿命。
英文主题词Layered plates and shells; viscoelastic layer; damping characteristic; interface stresses; interface fatigue strength.