復(fù)合材料夾層板結(jié)構(gòu)振動(dòng)與聲特性研究.pdf

1、復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)因具有強(qiáng)度高、剛度大、耐磨損和耐腐蝕等優(yōu)于一般鋼板材料的特性被廣泛應(yīng)用于船舶工程等領(lǐng)域并成為了常見的艦船結(jié)構(gòu)。另外，夾層結(jié)構(gòu)的呈層性和各向異性為該材料提供了很大的設(shè)計(jì)空間，但是由于復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)各向異性嚴(yán)重、材料性能分散以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)使得該結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用增加了實(shí)現(xiàn)成本和實(shí)施難度。研究夾層結(jié)構(gòu)的本構(gòu)關(guān)系、靜力特性和振動(dòng)特性等力學(xué)性質(zhì)都有非常重大的實(shí)際意義。另外，目前軍用艦船對(duì)船體聲特性的要求越來越高，尋找隔聲性能

2、良好的結(jié)構(gòu)迫在眉睫。以格柵作為夾芯的夾層板結(jié)構(gòu)作為新世紀(jì)新材料表現(xiàn)出了優(yōu)良的聲學(xué)特性，因此研究格柵夾層結(jié)構(gòu)的聲特性意義重大。
　　本文對(duì)于較為常見的復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)——層合板分別基于經(jīng)典層合板和一階剪切層合板理論推導(dǎo)了其剛度陣，通過對(duì)層合板進(jìn)行中面微塊的受力分析，得到了它的振動(dòng)控制方程?；诮?jīng)典層合板理論推導(dǎo)得出了關(guān)于層合板固有頻率解析解求解的相關(guān)結(jié)論?；谝浑A剪切層合板理論推導(dǎo)了層合板的有限元方程，編寫了四邊形四節(jié)點(diǎn)層合板單元，

3、計(jì)算了層合板的靜力位移、各層應(yīng)力、固有頻率和固有振型，并分析了鋪層角度和鋪層層數(shù)對(duì)固有頻率的影響。還分別在時(shí)域和頻域?qū)雍习宓膹?qiáng)迫振動(dòng)進(jìn)行了分析，同時(shí)計(jì)算了層合板結(jié)構(gòu)的聲輻射和隔聲量。
　　針對(duì)典型的格柵夾層板結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)了三種胞元格柵結(jié)構(gòu)的均質(zhì)平板等效剛度，并以三角形胞元結(jié)構(gòu)為例驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)等效剛度的正確性。以格柵為夾芯、層合板為上下面板的夾層板結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，基于Hoff理論建立了有限元模型。在介紹聲輻射和隔聲基本理論的基礎(chǔ)上提