剪切SMA纖維復(fù)合材料梁的非線性靜變形、熱屈曲與振動.pdf

1、復(fù)合材料梁作為機(jī)械系統(tǒng)的重要部件，由于其比強(qiáng)度和比剛度高、結(jié)構(gòu)性能的可裁剪性，因此在航空、汽車、船舶等機(jī)械領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛。將智能材料埋入復(fù)合材料結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的智能材料結(jié)構(gòu)，可以改善和提高復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的靜力和動力學(xué)性能，長期以來一直是備受關(guān)注的熱點(diǎn)問題。形狀記憶合金（SMA）是一類性能優(yōu)良的智能材料，把SMA以纖維的形式埋入到復(fù)合材料里，以實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料梁力學(xué)性能的主動控制。該研究雖然已經(jīng)取得了長足的進(jìn)展，但現(xiàn)有的研究大多是針對含有SMA纖

2、維的線性復(fù)合材料梁的模型，而且往往也不考慮剪切變形的影響。本文在同時考慮剪切變形和幾何非線性的情況下，圍繞SMA纖維復(fù)合材料梁的非線性靜變形、熱屈曲與振動特性，進(jìn)行系統(tǒng)地研究，選題具有重要的理論與實(shí)用價值。
　　本文首先對SMA的基本概念和力學(xué)特性進(jìn)行了簡要介紹，著重列舉了三種典型的本構(gòu)關(guān)系模型。采用一維Brinson本構(gòu)關(guān)系模型研究SMA的受限回復(fù)特性。采用混合率公式計算含有SMA纖維的復(fù)合材料梁的宏觀性能參數(shù)?；诩羟凶冃瘟豪?/p>

3、論和Von-Kármán非線性應(yīng)變位移方程以及Hamilton原理，導(dǎo)出SMA纖維復(fù)合材料梁的運(yùn)動方程。
　　采用Galerkin法和諧波平衡法對其進(jìn)行求解，研究簡支條件下的SMA纖維復(fù)合材料梁的非線性靜變形、熱屈曲響應(yīng)、自由振動與受迫振動特性，通過數(shù)值計算，分析了包括SMA纖維含量、初始應(yīng)變、溫度、長徑比在內(nèi)的不同參數(shù)對SMA纖維復(fù)合材料梁的靜力學(xué)特性、穩(wěn)定性和自由與受迫振動特性的影響。將經(jīng)典梁理論、一階剪切變形梁理論和高階梁理