完善和含損傷復合材料層合板及智能結構的動力穩(wěn)定性.pdf

1、本學位論文研究了在縱向周期動載荷作用下完善和含損傷復合材料層合板和壓電復合材料層合板結構的非線性動力穩(wěn)定性問題。其主要研究工作內(nèi)容如下： (1)完善復合材料層合板的非線性動力穩(wěn)定性 基于Reddy提出的層合板高階剪切變形簡化理論對復合材料層合板的非線性動力穩(wěn)定性問題進行了研究。推導了考慮幾何非線性、非線性慣性和阻尼效應的Mathieu方程，并給出了該方程解的解析表達式。在此基礎上，研究了參數(shù)振動解的穩(wěn)定性；通過典型數(shù)例討

2、論了各種非線性因素對動力不穩(wěn)定區(qū)域和參數(shù)振動振幅的影響，以及縱向拉伸剛度與橫向彎曲剛度比值和阻尼對牽引的影響。 (2)含分層損傷復合材料層合板的非線性動力穩(wěn)定性 建立了含分層損傷復合材料層合板分析的分層模型，推導了考慮幾何非線性和阻尼效應的Mathieu方程，給出了該方程解的解析表達式。在此基礎上，研究了參數(shù)振動解的穩(wěn)定性；通過典型數(shù)例分別研究了分層損傷對層合板固有頻率、屈曲臨界力以及動力穩(wěn)定區(qū)域的影響：保守與非保守體系

3、的外載荷激勵頻率對層合板第一參數(shù)振動的振幅的影響，以及線性、非線性阻尼對非保守體系的最大牽引深度的影響。由算例結果分析可知：復合材料層合板隨著其分層損傷面積的擴大，其動力穩(wěn)定區(qū)域逐漸向頻率小的方向移動，并且其面積也隨之不斷減小，性能逐漸減弱；尤其是當損傷接近層合板的中面時，分層損傷將對其動力穩(wěn)定性能的影響為最大。 (3)含分層損傷智能結構非線性動力穩(wěn)定性 建立了含分層損傷智能結構分析的分層模型，推導了考慮幾何非線性、阻尼

4、效應和縱向慣性力的Mathieu方程，給出了在結構產(chǎn)生損傷后，通過改變驅動元件的狀態(tài)對結構施行主動控制的方程解的解析表達式；在此基礎上，研究了分層損傷以及反饋控制力對智能結構動力不穩(wěn)定區(qū)域、縱向、橫向共振頻率和最大“牽引”深度的影響；由算例結果分析可知：復合材料層合板隨著分層損傷面積的擴大，其動力穩(wěn)定性能將逐漸減弱；其中當分層損傷較小時，反饋控制力對智能結構幾乎沒有影響，而當分層損傷較大時，反饋控制力將有效地減少了動力不穩(wěn)定區(qū)域重合的面