層合結(jié)構(gòu)復(fù)合材料構(gòu)件阻尼預(yù)測(cè)和振動(dòng)響應(yīng)分析方法研究.pdf_第1頁(yè)
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1、隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能要求的不斷提高,特別是重量不斷減輕,在依靠整體葉盤(pán)、整體葉環(huán)、空心葉片和對(duì)轉(zhuǎn)渦輪等新型結(jié)構(gòu)的同時(shí),還將越來(lái)越多地依賴于高比強(qiáng)度、低密度、高阻尼、壽命長(zhǎng)和耐高溫能力強(qiáng)的先進(jìn)復(fù)合材料,以提高飛機(jī)的結(jié)構(gòu)性能,降低飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量系數(shù),提高飛機(jī)的運(yùn)載效率。
  本文建立了復(fù)合材料層合板的宏細(xì)觀阻尼預(yù)測(cè)分析模型。從細(xì)觀模型出發(fā)分析了復(fù)合材料彈性模量和各向阻尼因子隨纖維含量和界面參數(shù)的變化規(guī)律,在宏觀模型的基礎(chǔ)上研究了不同纖維

2、角度、不同鋪層方式和厚度的層合板的阻尼比變化,推導(dǎo)了多層層合板的有效剛度矩陣和有效阻尼矩陣。
  采用有限元法推導(dǎo)了不同位移模式和單元類型的單元?jiǎng)偠染仃?、質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣,基于MATLAB軟件編程得到層合板模型的整體剛度、質(zhì)量和阻尼矩陣;基于虛位移原理建立了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板的振動(dòng)方程,采用Newmark-β數(shù)值積分法求解了幾種不同結(jié)構(gòu)層合板在簡(jiǎn)諧激勵(lì)和脈沖激勵(lì)條件下的振動(dòng)響應(yīng),分析了層合板鋪層角度、厚度以及阻尼對(duì)其振動(dòng)響應(yīng)

3、的影響。
  在固支邊界條件下利用模態(tài)分析法對(duì)試件進(jìn)行了振動(dòng)實(shí)驗(yàn),得出了各試件的頻率響應(yīng)曲線,識(shí)別出了各試件的前三階模態(tài);利用激振器對(duì)層合板進(jìn)行了正弦受迫響應(yīng),得出了在不同激振力幅下加速度響應(yīng)幅值與激勵(lì)力頻率的關(guān)系。通過(guò)加速度正弦響應(yīng)圖,還可以分析激振力大小對(duì)各階共振頻率及共振時(shí)加速度幅值產(chǎn)生的影響。
  研究復(fù)合材料的阻尼特性和振動(dòng)響應(yīng)對(duì)復(fù)合材料性能以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化有重要意義。通過(guò)宏細(xì)觀阻尼預(yù)測(cè)可以從復(fù)合材料細(xì)觀層面上闡述層合

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