復合材料層合板的非線性動力學研究.pdf

1、復合材料層合板具有輕質(zhì)，高的比強度以及良好的可設(shè)計性等優(yōu)點，越來越廣泛地應用于航空航天等工程領(lǐng)域中。就纖維增強復合材料層合板而言，橫向剪切模量與面內(nèi)彈性模量之比比較小，但計及橫向剪切效應的影響對復合材料層合板的非線性動力學分析具有重要的意義。由于材料的各項異性及剪切變形等因素的影響，使得在大變形條件下復合材料層合板的非線性動力學分析變得較為復雜，只有少量文獻討論了計及橫向剪切效應的復合材料層合板的幾何非線性問題。考慮高階橫向剪切效應后，

2、對大變形復合材料層合板非線性動力學行為的研究不僅具有重要的理論意義，而且能夠?qū)嶋H工程問題中復合材料層合板的結(jié)構(gòu)設(shè)計與振動控制提供重要的理論指導。 本課題主要研究了纖維增強復合材料層合板的非線性動力學問題。本文以飛機機翼的顫振為實際工程背景，考慮高階橫向剪切效應和幾何大變形，建立了四邊簡支復合材料層合板在受到面內(nèi)激勵和橫向外激勵聯(lián)合作用下的動力學方程，利用多尺度方法和數(shù)值方法分析了纖維增強復合材料層合薄板的非線性動力學特性。論

3、文的研究內(nèi)容和創(chuàng)新點有以下幾個方面。 第一部分，首次建立了復合材料層合板結(jié)構(gòu)在面內(nèi)載荷和橫向外載荷聯(lián)合作用下的非線性動力學控制方程?；赗eddy的高階剪切變形理論和von Karman的大變形理論，考慮了運動中線性阻尼的影響，利用Hamilton原理建立了復合材料層合板的非線性動力學方程。 第二部分，研究了二自由度復合材料層合板的非線性動力學特性。首先利用Galerkin方法對復合材料層合板運動方程進行二階模態(tài)截斷

4、，得到二自由度非線性動力學方程?？紤]基本參數(shù)共振和1:1內(nèi)共振情況，利用多尺度方法對復合材料層合板的非線性動力學方程進行攝動分析，得到4維直角坐標形式的平均方程。在平均方程的基礎(chǔ)上，利用數(shù)值方法分析了外激勵對復合材料層合板振動形式的影響。數(shù)值結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在復合材料層合板的平均方程中存在著1倍周期運動、多倍周期運動、概周期解運動及混沌運動。 第三部分，研究了三自由度復合材料層合板的非線性動力學特性。考慮復合材料層合板的1:3:3內(nèi)