含多分層復合材料層合板和加筋板的自由振動特性研究.pdf

1、先進復合材料層合結(jié)構(gòu)和加筋結(jié)構(gòu)由于其比剛度高、比強度大、可設計性強等優(yōu)點現(xiàn)已被廣泛應用于工程結(jié)構(gòu)中。但是由于制造工藝中容易出現(xiàn)層間脫粘，或者使用過程中受到低速沖擊等原因，常常會引起不同程度的分層損傷。由實驗研究可知，分層損傷不僅將會引起結(jié)構(gòu)靜剛度的顯著降低，同時還會導致其振動特性的變異。研究含多分層損傷復合材料層合板和加筋板的振動特性(頻率、模態(tài))，對于在動荷載作用下的復合材料層合結(jié)構(gòu)設計的準確性、使用的安全性都具有重要意義。目前對于含

2、分層損傷結(jié)構(gòu)的研究工作還大多停留在單分層模型上，因此建立更能反映實際損傷情況的多分層模型、建立具有廣泛應用性的數(shù)值分析方法具有重要的理論意義和工程價值。 本文基于Mindlin一階剪切理論分項等參插值的有限元法，建立了含有多個矩形穿透分層損傷的復合材料層合板和含有多個圓形嵌入式分層損傷的復合材料加筋板自由振動分析的有限元模型和分析方法，提出了在分層損傷區(qū)域采用線性接觸模型模擬上、下子板的相互作用。通過以下兩種典型結(jié)構(gòu)的數(shù)例分別研

3、究了含多個分層復合材料結(jié)構(gòu)的自由振動特性： (1)對于含有多個矩形穿透分層的層合板，具體地討論了分層的位置，長度，深度，數(shù)目和邊界條件對層合板的固有頻率以及振型的影響，同時還選取兩種典型的討論了分層損傷對邊界條件的敏感性。 (2)對于含有多個圓形嵌入式分層的加筋板，具體的討論了分層的大小，深度，數(shù)目對加筋板的振動特型的影響，同時還討論了筋高與板厚的比值變化時，加筋結(jié)構(gòu)固有頻率對分層損傷的敏感性。 本文的研究工作受