內(nèi)嵌偽彈性形狀記憶合金纖維的復(fù)合材料靜動態(tài)有限元分析.pdf

1、風(fēng)力機(jī)葉片在工作過程中會受到氣動力、離心力的作用，引發(fā)劇烈振動，從而降低生產(chǎn)效率、縮短其使用壽命，甚至給生命財(cái)產(chǎn)帶來巨大威脅。因此，風(fēng)機(jī)葉片振動控制問題是風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)研究領(lǐng)域亟需解決的主要問題之一。
　　而新型智能材料形狀記憶合金（ SMA）因其獨(dú)特偽彈性、形狀記憶效應(yīng)及高阻尼特性等優(yōu)良性能，在結(jié)構(gòu)振動控制方面得到廣泛應(yīng)用和發(fā)展。為探討 SMA的偽彈性耗能特性用于風(fēng)力機(jī)葉片振動被動控制的可行性，本文以內(nèi)嵌偽彈性SMA纖維的復(fù)合材料為

2、研究對象，首先建立含SMA纖維的桿的非線性靜力分析模型，依據(jù)虛功原理建立桿的非線性平衡方程，使用MATLAB軟件模擬 SMA復(fù)合材料桿在靜載荷作用下的偽彈性耗能能力，為后面分析 SMA復(fù)合材料的動力特性研究奠定基礎(chǔ)。
　　其次，建立內(nèi)嵌偽彈性SMA纖維的實(shí)心層合梁的理論模型，采用經(jīng)典層合梁理論和有限元法相結(jié)合，在考慮SMA相變特性和材料非線性與層合梁相互耦合的基礎(chǔ)上，按照虛功原理建立了SMA層合梁的運(yùn)動方程，利用紐馬克積分法和牛頓

3、迭代法模擬了該層合梁的動態(tài)響應(yīng)特性，研究了隨梁振動過程中SMA的超彈性耗能能力，并討論了SMA體積含量和安裝位置對層合梁動態(tài)響應(yīng)的影響。研究表明偽彈性 SMA纖維對層合梁具有一定振動控制效果，并且在層合梁中SMA體積含量越高，振動控制效果越好，同時SMA纖維安裝在梁上下兩側(cè)時，能夠發(fā)揮最大作用。
　　最后，進(jìn)一步研究了內(nèi)嵌SMA玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料空心層合梁的動力響應(yīng)，分析了溫度、結(jié)構(gòu)阻尼以及玻璃纖維鋪設(shè)方式對空心層合梁動態(tài)響應(yīng)的