復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)的動力特性及抗爆分析.pdf

1、該文采用數(shù)值分析方法,研究了粘彈性復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)的動力特性,并就粘彈性材料在復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)中的減振作用進行分析,特別是對在爆炸沖擊荷載作用下表現(xiàn)出來的隔振抗爆作用進行了研究,以期為粘彈性復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)的抗爆設(shè)計提供理論依據(jù)和簡化的力學(xué)分析方法.圍繞此目的,主要進行了以下一些研究工作:1.介紹了粘彈性材料的動力性能及常用的數(shù)學(xué)模型,并總結(jié)了每種模型的優(yōu)缺點及其在工程領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用情況.2.根據(jù)復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)中粘彈性材料特性,按照近似與頻率無關(guān)和與頻

2、率相關(guān)兩種情況,采用模態(tài)應(yīng)變能法、復(fù)特征值法計算粘彈材料特性近似與頻率無關(guān)的復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)的頻率及損耗因子;采用模態(tài)應(yīng)變能迭代法、復(fù)特征值迭代法計算粘彈性材料特性與頻率相關(guān)的復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)的頻率及損耗因子,并與理論分析結(jié)果進行了對比驗證.同時對復(fù)合夾層梁、板進行了設(shè)計優(yōu)化方面的探討研究,并基于PATRAN前后處理用戶化設(shè)計思想,提出了復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)的參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計思路.3.將譜有限元法應(yīng)用于復(fù)合夾層梁的動力分析中.該方法采用復(fù)合夾層梁的橫向運

3、動方程的波動解作為其形函數(shù),在滿足運動方程假定的條件下,得到的解將是精確解.并由于采用粘彈性材料的復(fù)模量模型,在頻域內(nèi)很容易考慮粘彈性材料的頻率相關(guān)性,形成整個復(fù)合夾層結(jié)構(gòu)的動剛度矩陣.同時,采用NASTRAN有限元程序,通過修改彈性材料特性輸入的方法,來考慮粘彈性材料的阻尼特性,使該有限元程序近似處理含粘彈性材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)的動力問題.在此基礎(chǔ)上,采用兩種方法進行了復(fù)合夾層梁的頻響分析,得到一些有益的結(jié)論.4.運用譜有限元法來進行復(fù)合夾

4、層梁的瞬態(tài)響應(yīng)分析,它可以考慮夾心材料特性為隨頻率變化的粘彈性材料、具有結(jié)構(gòu)阻尼的彈性材料、無阻尼彈性材料三種情況;同時利用大型通用有限元程序NASTRAN,借助FFT,可以考慮粘彈性材料特性的頻變特點,在各種沖擊荷載形式作用下,進行了對比分析研究.5.為滿足防護工程中特定環(huán)境對結(jié)構(gòu)性能的要求,一種新型的輕質(zhì)高強保溫型內(nèi)桁架聚氨酯泡沫塑料夾層板應(yīng)運而生.采用模態(tài)應(yīng)變能迭代法,對該結(jié)構(gòu)的模態(tài)特性及阻尼性能進行了分析.6.研究在化爆的強沖擊