基于Morris灵敏度分析的弹性-黏弹性层合板阻尼性能代理模型构建

吴云鹏，郑 辉

（上海交通大学振动、冲击、噪声研究所，上海200240）

黏弹性材料由于同时表现出类似固体和液体的性能，具有优良的阻尼性能，被广泛应用于汽车、航空、航天等行业装备的减振降噪设计[1]。但是黏弹性材料的力学性能尤其是刚度性能较差，因此实际工程应用中通常会使用夹层结构，即在刚度较大的各向同性金属层或各向异性复合材料层间嵌入黏弹性阻尼层，以强化结构的力学性能。Kerwin 等[2]针对各向同性黏弹性材料夹层结构建立了力学和声学解析模型。为了进一步改善弹性-黏弹性层合结构的力学或声学性能，还需要进一步对阻尼层的内部结构进行设计，而本文中则通过对黏弹性层开孔并填充高强度材料的方式提高其力学性能，这种阻尼层内部结构的复杂性以及各项异性材料的存在，一方面使得弹性-黏弹性层合板的分析和优化设计仍然以有限元分析为主[3–9]，另一方面也使得这类结构的优化设计所涉及的参数数量进一步增加。

对于弹性-黏弹性夹层结构的力学和声学性能优化，学者们已开展诸多研究。Teng 和Hu[3]通过研究黏弹性夹层梁阻尼性能发现，阻尼层厚度对结构整体的阻尼性能影响较大。而Arvin 等[4]针对各向异性黏弹性梁分析了其阻尼性能随阻尼层厚度的变化规律。也有不少学者从参数灵敏度的角度出发研究黏弹性层合板的关键影响参数，并对计算和优化方法进行改进。Akoussan 等[5]结合灵敏度分析和基于梯度的优化方法进行了黏弹性层合结构的局部优化设计，并通过算法优化降低了运算量。……