復合梁穩(wěn)定性的實驗與數(shù)值模擬研究.pdf

1、玻纖增強環(huán)氧樹脂材料已廣泛應用于很多重要領域，但其復合結構非線性參激穩(wěn)定性的研究極少。本文研究了復合梁的模態(tài)分析結合實驗建模方法，及其靜力與動力穩(wěn)定性問題。利用玻纖增強環(huán)氧樹脂材料和不銹鋼薄膜自制夾層復合梁，從靜力拉伸、彎曲到靜力軸壓穩(wěn)定性、動力參激穩(wěn)定性，研究以實驗為主，結合模態(tài)分析與數(shù)值模擬，探索了實驗結合理論的研究方法，及復合梁大變形彎曲與參激穩(wěn)定性特性。主要研究工作如下：
　　 首先，進行簡單復合梁與夾層復合梁的力學拉伸

2、試驗，了解材料的基本力學性能，得到材料的基本常數(shù)。建立梁的非線性彎曲方程，并求出模態(tài)展開解。進行兩種復合懸臂梁的彎曲實驗，得到多組力與撓度數(shù)據(jù)，通過最小二乘法確定撓度在展開解中的參數(shù)，從而建立靜彎曲模型。同時，也得到復合梁的理性認識。
　　 其次，建立梁靜力穩(wěn)定性的非線性彎曲方程，并求出其模態(tài)展開解。進行簡單復合梁和夾層復合梁在固定-自由約束下軸向受壓的穩(wěn)定性實驗，得到多組壓力與撓度數(shù)據(jù)，通過模態(tài)展開解確定其中一些參數(shù)及臨界壓力

3、，也可由壓力-撓度曲線的漸近線直接確定臨界壓力。結果表明，夾層復合梁大大提高了簡單復合梁的臨界壓力。
　　 最后，建立在基礎運動激勵下梁的非線性參激運動方程，并轉化為模態(tài)運動的耦合參激非線性方程組。通過模態(tài)振動實驗識別其中有關的動力參數(shù)。然后，編制MATLAB數(shù)值模擬程序，研究兩種復合梁的參激穩(wěn)定性。得到在不同激勵頻率下復合梁動力失穩(wěn)時的激勵幅值，并計算了動力失穩(wěn)臨界力的估計值，與靜力臨界壓力進行比較。結果表明夾層復合梁大大提高