纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板振動響應(yīng)分析與優(yōu)化.pdf

1、隨著航空發(fā)動機(jī)性能不斷提高，越來越多的依賴于強(qiáng)度高、剛度大、質(zhì)量輕，并具有抗疲勞、壽命長和耐高溫的先進(jìn)復(fù)合材料，近年來，在交通、建筑、醫(yī)學(xué)和體育等領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用。
　　本文對復(fù)合材料層合板做了以下三個(gè)方面的研究：
　　一、建立了復(fù)合材料層合板等效振動參數(shù)（損耗因子和彈性模量）預(yù)測模型，并與文獻(xiàn)中的其他數(shù)值方法以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，吻合較好，驗(yàn)證了模型的有效性；在此基礎(chǔ)上，分析了纖維體積分?jǐn)?shù)、界面體積分?jǐn)?shù)、界面材料參數(shù)

2、以及橋聯(lián)參數(shù)對復(fù)合材料層合板等效振動參數(shù)的影響。
　　二、利用Hencky板/殼理論建立了復(fù)合材料層合板的動力學(xué)有限元模型，并與其他文獻(xiàn)中的數(shù)值解和實(shí)驗(yàn)值做了對比，驗(yàn)證了有限元模型的有效性；在此基礎(chǔ)上，通過模態(tài)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了層合板等效振動參數(shù)預(yù)測模型的有效性；采用有限元法研究了層合板長寬比對固有頻率和振型計(jì)算結(jié)果的影響情況。
　　三、應(yīng)用Newmark-β迭代法和波前法求解了動力微分方程；研究了在簡諧激勵和脈沖激勵下，鋪

3、層順序、鋪層角度以及鋪層層數(shù)對復(fù)合材料層合板振動響應(yīng)、一階固有頻率和一階比阻尼容量的影響；應(yīng)用遺傳算法對給定層數(shù)的復(fù)合材料層合板進(jìn)行了振動參數(shù)優(yōu)化，使其在固支條件下一階共振響應(yīng)幅值最小。
　　本文的研究成果對復(fù)合材料層合板的等效振動參數(shù)的預(yù)測具有一定的參考價(jià)值；通過建立動力學(xué)有限元模型可以方便的求出任意鋪層角度、任意層數(shù)的阻尼矩陣；將Newmark-β迭代法和波前法相結(jié)合，可以更方便快捷的求解復(fù)合材料層合板在不同條件下的振動響應(yīng)，