薄板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)功率流特性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)飛機(jī)，艦艇，船舶等結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、自重以及振動(dòng)與噪聲等方面提出了較高要求，復(fù)合材料由于具有高的比強(qiáng)度、比剛度和抗疲勞性、可設(shè)計(jì)性等優(yōu)良性能，這就使層合板結(jié)構(gòu)等復(fù)合材料構(gòu)件得到了廣泛的應(yīng)用。在工程應(yīng)用中，層合板結(jié)構(gòu)等薄板結(jié)構(gòu)必然會(huì)因受到激勵(lì)而產(chǎn)生振動(dòng)，層合板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)易導(dǎo)致整個(gè)航空結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷。振動(dòng)功率流是一個(gè)理想的反映結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量在結(jié)構(gòu)中傳遞的物理量，因此研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的振動(dòng)功率流特性，對(duì)航空航天領(lǐng)域等結(jié)構(gòu)的減振

2、降噪與損傷探測(cè)具有重要的指導(dǎo)意義。本文主要對(duì)復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)等薄板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)功率流特性進(jìn)行了理論研究。
　　首先，對(duì)薄板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)功率流的數(shù)值解進(jìn)行了理論計(jì)算。在基本假設(shè)的基礎(chǔ)之上，建立了薄板結(jié)構(gòu)的有限元模型。引入了振動(dòng)功率流的概念并加以重點(diǎn)闡述，求解了矩形單元的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，并以板殼單元為例，推導(dǎo)了該種單元的結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)，對(duì)結(jié)構(gòu)聲強(qiáng)在板厚方向進(jìn)行積分，進(jìn)而得出薄板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)功率流。在計(jì)算得到功率流的數(shù)值解后，繪制出了前幾階頻

3、率下的功率流的矢量場(chǎng)分布圖。對(duì)振動(dòng)能量在薄板結(jié)構(gòu)表面的分布以及傳播實(shí)現(xiàn)了可視化，并對(duì)比分析了四邊簡(jiǎn)支和四邊固支邊界條件下的功率流矢量場(chǎng)分布圖。
　　其次，以復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，基于一階剪切理論建立了不同于單層薄板結(jié)構(gòu)的有限元模型。詳細(xì)介紹了利用振型疊加法來(lái)計(jì)算層合板結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的過(guò)程，推導(dǎo)了位移與內(nèi)力等與功率流相關(guān)量的計(jì)算公式。
　　最后，對(duì)受迫振動(dòng)下的復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)的振動(dòng)功率流特性進(jìn)行了研究。利用MATLA