磁约束阻尼系统通过动态磁力与约束层、阻尼层和基本结构的耦合作用，对基本结构产生显著阻尼效应，从而实现有效的振动控制。本项目将针对板壳结构的特殊性，建立适用于减振分析的阻尼层本构模型、含有磁约束阻尼的板壳结构动力学模型，探索和建立有效的求解方法；深入研究各种关键因素与减振效果的关系和规律，建立参数选取优化方法；研究新型的阻尼层约束结构和磁约束方式，探索建立板壳结构磁约束阻尼的主、被动控制系统。磁约束阻尼系统与压电陶瓷、形状记忆合金、磁致伸缩元件等为机敏元件的系统相比，具有结构简单、易于实现，性能稳定可靠，控制作用效果强等优越性，是一种具有重要应用价值的人工阻尼系统；但目前在板结构中的应用探索还刚刚开始，而在壳体结构中的应用研究基础还基本是空白。本项目取得的成果，将为板壳结构磁约束阻尼系统的发展和应用提供有力的理论和技术支撑。 2100433B

上述⑴式方程的特征根：

阻尼振动的微分方程有三种不同形式的解，具体如下。

阻尼振动欠阻尼

即：

解为：

说明振动变慢（由于阻力作用）

振幅为

定义：

表示阻尼大小的标志，称对数减缩，即经过一个周期后，振幅的衰减系数。

阻尼振动过阻尼

即：

⑶

其中：

随时间的推移，质点坐标单调地趋于零。质点运动是非周期的，甚至不是往复的。将质点移开平衡位置后释放，质点便慢慢回到平衡位置停下来，即过阻尼状态。

阻尼振动临界阻尼

即：

其中：

此种状态，质点仍不往复运动。由于阻力较前者小，质点移开平衡位置释放后，质点很快回到平衡位置并停下来。

阻尼振动摩擦阻尼

由于摩擦阻力(包括介质粘滞阻力)使振动系统的能量逐渐转变为热运动能量，常称为摩擦阻尼。 例如单摆摆动的过程中振幅减小或停下来就是由于系统的阻力作用使摆的机械能转化为空气的内能．

阻尼振动辐射阻尼

由于振动系统引起周围介质的振动，使系统的能量转变为波动的能量向四周辐射出去，常称为辐射阻尼。 例如：琴弦发出声音不仅因为有空气的阻力要消耗能量，同时也因为以波的形式辐射而减少能量。最后琴弦会停止振动。

当阻尼很小时，在一段不太长的时间看不出振幅有明显的减小，就可以把它当作简谐运动来处理．

首先提出网壳结构冲击响应的分析方法，然后对冲击荷载下网壳结构的失效模式及其机理进行深入系统的研究，并通过大规模参数研究总结分析网壳结构的失效规律，此外，通过网壳结构缩尺模型的冲击试验验证了分析方法及分析结论的正确性，最后提出冲击荷载下网壳结构的防护设计建议。这些内容具体包括： 1. 网壳结构冲击响应分析方法 建立了实用有效的网壳结构冲击响应分析方法，首先确定了网壳结构冲击响应研究的特征指标，包括荷载作用、网壳结构的特征响应两方面内容，然后探讨了网壳结构冲击响应的分析流程，并建立了网壳结构冲击响应分析的精确数值计算模型； 2. 冲击荷载下网壳结构的失效模式与机理 通过大量的参数计算研究网壳结构的冲击响应特性，总结分析了网壳结构冲击失效的四个典型算例，详述了网壳结构冲击失效的全过程及其荷载作用与结构特征响应；然后定义了网壳结构的三类失效模式，并将冲击失效过程分为三阶段，同时揭示了每类失效模式对应的失效机理； 3. 网壳结构冲击失效规律分析 研究网壳结构的冲击失效规律，考察了结构最大响应/失效模式随网壳获取的总冲击能量的变化规律，并探讨了冲击物初动能对结构最大响应/失效模式的影响；此外，提出用整体倒塌失效系数作为结构抗冲击能力的评定指标，然后对网壳结构的冲击整体倒塌失效规律进行参数分析，确定了易于产生整体倒塌的初始冲击条件。 4. 网壳结构冲击试验研究 为验证网壳结构冲击响应分析方法及分析结论的正确性，对Kiewitt-6型单层球面网壳缩尺模型进行了系统的试验研究，试验内容包括模态分析、弹性冲击试验与破坏性冲击试验，通过试验与数值结果的对比分析，证明了本文提出的分析方法及分析结论的正确性，此外，通过对比分析探讨了冲击物初始偏转、支座约束条件、加工误差、阻尼力等因素对结构最大冲击响应的影响原因及影响程度。 5. 冲击荷载下网壳结构的防护设计方法及建议 以网壳结构的冲击失效机理与冲击失效规律为理论基础，以防止结构在冲击荷载下出现整体倒塌为防护目标，提出冲击荷载下网壳结构的三种防护设计方法：轻屋面、整体加强法和临界位置加强法，并分别对三种方法的防护效果进行对比分析；在此基础上，综合考虑防护效果与经济条件，提出冲击荷载下网壳结构的防护设计建议；与前文内容相结合，形成了完整的网壳结构抗冲击研究的理论框架。 2100433B