熱環(huán)境下層合板振動(dòng)特性及優(yōu)化分析.pdf

1、隨著廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、汽車等各個(gè)領(lǐng)域，復(fù)合材料層合板經(jīng)常面臨著各種嚴(yán)酷復(fù)雜的工作環(huán)境如高溫、潮濕和噪聲等。上述復(fù)雜環(huán)境對層合板結(jié)構(gòu)的耐久性和完整性提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。熱環(huán)境下的層合板結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性是研究其動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，分析層合板熱固有振動(dòng)特性具有實(shí)際意義。為此，本文針對熱環(huán)境下層合板熱振動(dòng)特性和溫度變化時(shí)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化展開了研究，主要內(nèi)容包括：
　　首先，分析了熱環(huán)境下隨著溫度變化時(shí)層合板熱振動(dòng)固有頻率和模態(tài)振型的

2、規(guī)律。本文采用復(fù)合材料層合板一階剪切變形理論，通過熱應(yīng)力有限元法得到了溫度影響下的熱振動(dòng)方程。結(jié)果表明，本文所采用的方法可較準(zhǔn)確的分析熱環(huán)境下層合板振動(dòng)問題。
　　其次，研究了在溫度影響下彈性模量和剪切模量以及熱應(yīng)力對層合板熱振動(dòng)特性的影響，計(jì)算了溫度升高時(shí)層合板長寬比、跨厚比和鋪層角度鋪層順序以及邊界條件對熱振動(dòng)頻率的影響。數(shù)值結(jié)果表明：溫度升高會對層合板彈性模量和剪切模量產(chǎn)生影響，降低結(jié)構(gòu)剛度矩陣，使得結(jié)構(gòu)固有振動(dòng)頻率降低；彈

3、性模量和剪切模量的變化不會改變結(jié)構(gòu)的模態(tài)振型。熱應(yīng)力對結(jié)構(gòu)固有頻率的影響要大于彈性模量和剪切模量對結(jié)構(gòu)固有頻率的影響，熱應(yīng)力的不斷增大將改變結(jié)構(gòu)的模態(tài)振型；不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的層合板，一階振動(dòng)頻率上升時(shí)的對應(yīng)的臨界溫度值各不相同。長寬比越小，跨厚比越大，臨界溫度值越??；對稱鋪層層合板要比反對稱鋪層層合板的臨界溫度值越小，簡支邊界層合板要比固支邊界層合板的臨界溫度值越小。
　　最后，結(jié)合直接搜索模擬退火算法(簡稱 DSA算法)針對層合板以