復(fù)合材料閉合薄壁梁的模態(tài)阻尼預(yù)測.pdf

1、隨著社會的不斷發(fā)展，人們對能源的需求也日益增加，煤、石油等能源急劇減少，發(fā)展和利用新型可再生能源已迫在眉睫。而風(fēng)能作為一種取之不盡、用之不竭、無污染的新型能源被得到認可，利用風(fēng)力機發(fā)電在許多國家已經(jīng)開展起來。典型的大型風(fēng)力機葉片多采用閉合薄壁式復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，并且在航空航天結(jié)構(gòu)中也廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代新型直升機旋翼系統(tǒng)的槳葉就采用復(fù)合材料薄壁結(jié)構(gòu)，因此，復(fù)合材料閉合薄壁梁結(jié)構(gòu)研究具有重要價值，對推進綠色能源的有效利用具有十分重要的意義。

2、　　本文首先研究了單閉室復(fù)合材料薄壁梁的1D耦合自由振動，基于Hamilton原理并結(jié)合復(fù)合材料薄壁梁的二維截面內(nèi)力（矩）與位移（轉(zhuǎn)角）關(guān)系方程，導(dǎo)出單閉室截面復(fù)合材料薄壁梁的1D耦合自由振動分析模型，采用Galerkin法求解振動模型，獲得了薄壁梁的第一階揮舞彎曲為主和第一階扭轉(zhuǎn)為主振動固有頻率的近似解。其次，采用復(fù)合材料剛度和阻尼的細觀力學(xué)理論分別計算復(fù)合材料單層的偏軸剛度與偏軸阻尼特性，并在任意變形模式下，計算復(fù)合材料閉合薄壁梁的

3、耗散能。第三，采用最大應(yīng)變能理論導(dǎo)出復(fù)合材料薄壁梁等效模態(tài)阻尼比的計算公式，在復(fù)合材料閉合薄壁梁阻尼數(shù)值分析過程中，討論了纖維鋪層角、薄壁梁長寬比以及截面寬高比對薄壁梁的阻尼性能的影響。研究表明，復(fù)合材料閉合薄壁梁的模態(tài)阻尼隨纖維鋪設(shè)角的變化而變化，能夠產(chǎn)生明顯的影響，而且在預(yù)測梁的模態(tài)阻尼比時必須考慮橫截面寬高比的影響，但是梁的長寬比對薄壁梁的模態(tài)阻尼沒有明顯影響。
　　最后，描述了風(fēng)力機葉片復(fù)合材料試樣制作實驗的具體步驟，介紹