Page 31 - 《振动工程学报》2026年第3期

第 3 期 胡浩辰，等： 分布式动力吸振的层合圆柱壳谱几何振动分析 631

DVA 的 布 置 位 置 坐 标 为（2.5 m，0°），其 余 参 数 与 用时，会相互抵消部分振动能量，使得各个 DVA 的
图 3 中保持一致。由图 4 可知，主系统圆柱壳的第 1 吸振效果相互补充，从而减小共振峰值，抬升波谷，
阶模态最大变形位置的轴向坐标为 2.5 m，主系统的 使得响应曲线更平滑，这也是分布式 DVA 相较于
第 1 阶模态在 DVA 的作用下被分化为耦合结构的 单一 DVA 的优点。同时，对比不同测点的响应图
第 1 阶 和 第 3 阶 模 态 ，且 分 化 效 果 十 分 明 显 ，这 与 可看出，测点 1 对应的响应曲线的共振峰密度显著
图 3 中分析得到的结果一致。 大于测点 2 和 3。这说明测点 1 在多个频率下都将
图 5 为分布式 DVA 布置前后的模态变形对比， 受到共振效应，这会导致测点 1 处积累更多的振动
模型的各项参数均为默认值。由对比可知，圆柱壳 能量，当测点 1 处由于振动引起的应力集中超过材
的前 3 阶模态分别分化成两个不同的模态振型，这 料的强度极限时，将在测点 1 处产生裂纹，随着时间
与图 4 中的分析结果是一致的，但分布式 DVA 相较 的推移，裂纹将不断扩展，进而导致结构在该点发生
于单一 DVA 而言，其作用的模态数量更多，频率范 断裂或失效。
围更广。同时，在分布式 DVA 的作用下，各阶模态
变形最明显区域得到了一定的改善，这在一定程度
上说明了分布式 DVA 的动力吸振效果是有效的，
而且可预知经分布式 DVA 作用后，在外载荷作用
下的圆柱壳表面各点的响应会得到一定程度的减
小。基于此，本文后续对耦合结构的强迫振动响应
进行了分析。

图 5 分布式 DVA 布置前后的模态变形对比
Fig. 5 Comparison of modal deformations before and after
the installation of distributed DVAs
图 6 给出了 C⁃C 边界条件下 DVA 布置方式对

耦合结构强迫振动响应的影响。本次分析中，DVA
的质量比 μ 不变，只改变 DVA 的布置数量。从图 6
中可以看出，嵌入 DVA 后，响应曲线的共振峰幅值
均出现不同程度的减小，且 DVA 在轴向布置与周
向布置时的数量变化对结构响应的影响是不同的。
具体表现为 DVA 在轴向布置不变的情况下，周向
布置数量变大时，共振峰所在位置先向高频段移动
再向低频段移动。DVA 在周向布置的数量变化对
共振峰峰值的影响要大于 DVA 在轴向布置的数量
变化。同时可发现随着 DVA 数量的增加，第 1 阶共

振峰峰值呈先减小后增大的趋势。这是由于 DVA
通过耗散能量降低系统结构的振动幅值，但当 DVA
数量过多时，能量会在多个 DVA 之间分散，进而使
得每个 DVA 实际吸收的能量减少，导致吸振效果
下降，共振峰幅值上升。
与此同时，由图 6 所得结果可知，在全频段范围 图 6 DVA 布置方式对结构振动响应特性的影响
内，随着 DVA 数量的增多，响应曲线共振峰与波谷 Fig. 6 Influence of the DVAs arrangements on the vibration
之间变得越来越平缓。这是由于多个 DVA 共同作 response characteristics of the structure