復合材料板架結構純模態(tài)試驗及有限元模型修正.pdf

1、復合材料由于其優(yōu)越的比強度特性、耐腐蝕特性、高阻尼、可設計性等,在現代工程結構領域中,特別是新型船舶結構、航天器結構、航空飛機結構等領域,得到了越來越多的應用。復合材料結構和常規(guī)的鋼質材料相比,其重要的特點之一就是材料特性的分散性,由于制造工藝的差異,復合材料的力學性能,包括彈性模量、質量、強度、阻尼等,均表現一定的不確定性。因此在復合材料結構的有限元數值分析中,一個關鍵的問題就是保證有限元模型的準確性,只有這樣,才能保證后續(xù)的有限元數

2、值分析結果的正確性。結構有限元模型的修正,主要是依照試驗結果,比如:結構頻率等,對所建立的有限元模型進行修正,修正的原理是將有限元模型的若干參數依照一定優(yōu)化準則,進行修改,這樣在修正后模型的頻率等和試驗頻率等盡可能的接近,從而使得修正后的虛擬數值模型和實際的物理模型接近。
　　本文針對某工程實際的一個復合材料板架,分別采用隨機激勵的模態(tài)參數識別法和相位共振的純模態(tài)法,進行了實驗模態(tài)分析,給出了結構的前若干階總體模態(tài)值,包括結構的固

3、有頻率和振型。和通常采用模態(tài)參數識別法相比,純模態(tài)法是在固有頻率附近,通過調節(jié)激勵頻率,使得結構按照某階固有模態(tài)方式進行振動,從而得到所謂的純模態(tài),通過物理測量直接獲得結構的模態(tài)參數,因此這是一種更為直觀的物理識別方法。本文的試驗表明,純模態(tài)方法可以給出較高精度的模態(tài)參數。在純模態(tài)試驗結果的基礎上,本文基于復合材料層合板理論,采用PATRAN/MSC軟件建立了有限元分析模型,并通過選擇板材的厚度、材料的彈性模量、材料的密度作為修正參數,