濕熱環(huán)境下旋轉(zhuǎn)復(fù)合材料層合梁振動(dòng)特性研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)復(fù)合材料梁結(jié)構(gòu)在工程中有廣泛應(yīng)用，直升機(jī)旋翼、渦輪葉片、風(fēng)機(jī)葉片、各種冷卻扇、操作機(jī)械臂等都是重要的應(yīng)用實(shí)例。該類結(jié)構(gòu)的振動(dòng)形式有旋轉(zhuǎn)面內(nèi)的擺振、垂直于旋轉(zhuǎn)面的舞振及繞自身軸向的扭振。本文分別研究了濕熱環(huán)境對(duì)無傾角和有傾角的旋轉(zhuǎn)復(fù)合材料層合梁擺振和舞振特性的影響，主要工作如下:
　　(1)第1章介紹了本文的研究背景及意義，闡述了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及濕熱環(huán)境下復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，并簡(jiǎn)述了本文的主要研究?jī)?nèi)容

2、。
　　(2)第2章基于歐拉-伯努利梁理論、經(jīng)典層合板理論、濕熱環(huán)境下單層復(fù)合材料本構(gòu)關(guān)系及d'Alembert原理給出了濕熱環(huán)境下旋轉(zhuǎn)復(fù)合材料層合梁擺振時(shí)的數(shù)學(xué)建模方法及控制方程，并應(yīng)用李茲法對(duì)模態(tài)方程進(jìn)行求解，分析了溫度和濕度對(duì)復(fù)合梁剛度的影響。通過數(shù)值方法研究了濕熱環(huán)境、轉(zhuǎn)速、輪轂半徑、纖維方向角及鋪層方式等因素對(duì)旋轉(zhuǎn)復(fù)合梁擺振特性的影響。
　　(3)第3章研究了濕熱環(huán)境下旋轉(zhuǎn)復(fù)合梁的舞振特性。首先基于濕熱環(huán)境下單層復(fù)

3、合材料本構(gòu)關(guān)系給出了軸力和彎矩表達(dá)式，討論了溫度和濕度對(duì)軸力和彎矩的影響。然后基于d'Alembert原理建立了旋轉(zhuǎn)復(fù)合梁舞振控制方程，通過假設(shè)模態(tài)法推出系統(tǒng)模態(tài)方程，給出了求解舞振頻率的特征方程。最后采用數(shù)值模擬研究了諸多內(nèi)外部因素對(duì)旋轉(zhuǎn)復(fù)合梁舞振頻率的影響。
　　(4)傾角的存在將避免葉片在旋轉(zhuǎn)過程中與塔架發(fā)生碰撞，它的存在還將改變復(fù)合梁的擺振特性。因此，第4章給出了濕熱環(huán)境下帶傾角的旋轉(zhuǎn)復(fù)合梁擺振時(shí)的建模方法及振動(dòng)控制方程，

4、并通過與第2章作對(duì)比說明傾角對(duì)復(fù)合梁軸力、彎矩及剛度的影響。采用數(shù)值方法研究了傾角及傾角與濕熱環(huán)境、轉(zhuǎn)速、輪轂半徑、纖維方向角及鋪層方式等因素的聯(lián)合作用對(duì)旋轉(zhuǎn)復(fù)合梁擺振特性的影響。
　　(5)第5章研究了傾角對(duì)濕熱環(huán)境下旋轉(zhuǎn)復(fù)合梁舞振特性的影響。首先給出了濕熱環(huán)境下帶傾角的旋轉(zhuǎn)復(fù)合梁舞振時(shí)的建模方法及控制方程，并將軸力、彎矩、剛度表達(dá)式與第3章中相應(yīng)表達(dá)式作對(duì)比以說明傾角的影響。最后通過數(shù)值方法研究?jī)A角及傾角與其他多個(gè)因素的聯(lián)合作