復合材料雙穩(wěn)態(tài)層合結(jié)構(gòu)動力響應與阻尼性能分析.pdf

1、多穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)具有多個穩(wěn)定構(gòu)型，通過不同構(gòu)型間的轉(zhuǎn)換可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)變體，從而成為變體結(jié)構(gòu)重要的可選構(gòu)型。變體結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)間的轉(zhuǎn)換是一個短時動態(tài)過程，因此，變體結(jié)構(gòu)形狀控制需要準確了解結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)條件以及含穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)的動力響應規(guī)律。本文首先針對非對稱復合材料層合板通過高溫固化過程形成的雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，研究建立能夠準確分析結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)間動力轉(zhuǎn)換以及動力響應的解析模型，并利用該模型穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)條件以及含穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)動力響應規(guī)律?？紤]到多穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的構(gòu)型跳轉(zhuǎn)引起大的變

2、形，能夠在一個外部激勵荷載作用周期內(nèi)吸收更多的能量，本文分析了非對稱層合板雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)阻尼性能的影響，定量分析了動力跳轉(zhuǎn)的能量損耗過程，研究了雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的阻尼性能，為復合材料雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)用于設(shè)計高性能阻尼器打下基礎(chǔ)。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下。
　　(1)高精度動力跳轉(zhuǎn)解析模型的建立。針對非對稱復合材料層合板高溫固化成型形成的雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，研究建立了基于高階多項式的穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)分析的近似解析模型?；诟唠A多項式表示的層合板近似位

3、移函數(shù)，基于哈密頓原理與瑞利里茲法的結(jié)合，建立了以多項式系數(shù)為未知數(shù)的復合材料雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)間動力跳轉(zhuǎn)的控制方程，并給出了方程的解析求解方法。利用該模型，對典型的非對稱復合材料層合板雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)進行了穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)以及動力響應分析，并進一步分析了雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)振動過程中的能量損耗。通過與有限元分析結(jié)果的對比，驗證了所建立動力解析模型的準確性。
　　(2)復合材料雙穩(wěn)態(tài)層合板結(jié)構(gòu)動力響應規(guī)律。穩(wěn)態(tài)間的跳轉(zhuǎn)過程為一個短時非線性動力過程，動力行為復

4、雜，能夠準確分析穩(wěn)態(tài)間動力跳轉(zhuǎn)過程有著重要的意義。在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩種情況下，采用建立的解析模型研究結(jié)構(gòu)不同參數(shù)作用下結(jié)構(gòu)的動力響應規(guī)律。分析表明:結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)要求外界激勵必須達到臨界載荷值，激勵的幅值和頻率對跳轉(zhuǎn)臨界載荷的影響存在著耦合作用，從而層合板雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)成型時的固化溫差影響穩(wěn)態(tài)構(gòu)型，從而對結(jié)構(gòu)的臨界跳轉(zhuǎn)值載荷有影響。
　　(3)復合材料雙穩(wěn)態(tài)層合板結(jié)構(gòu)阻尼性質(zhì)分析?；谒岢龅慕馕瞿Ｐ停紤]結(jié)構(gòu)阻尼，建立有阻尼的結(jié)構(gòu)動力分析