復合夾層結構的動力特性及抗爆分析.pdf

1、該文采用數(shù)值分析方法,研究了粘彈性復合夾層結構的動力特性,并就粘彈性材料在復合夾層結構中的減振作用進行分析,特別是對在爆炸沖擊荷載作用下表現(xiàn)出來的隔振抗爆作用進行了研究,以期為粘彈性復合夾層結構的抗爆設計提供理論依據(jù)和簡化的力學分析方法.圍繞此目的,主要進行了以下一些研究工作:1.介紹了粘彈性材料的動力性能及常用的數(shù)學模型,并總結了每種模型的優(yōu)缺點及其在工程領域內的應用情況.2.根據(jù)復合夾層結構中粘彈性材料特性,按照近似與頻率無關和與頻

2、率相關兩種情況,采用模態(tài)應變能法、復特征值法計算粘彈材料特性近似與頻率無關的復合夾層結構的頻率及損耗因子;采用模態(tài)應變能迭代法、復特征值迭代法計算粘彈性材料特性與頻率相關的復合夾層結構的頻率及損耗因子,并與理論分析結果進行了對比驗證.同時對復合夾層梁、板進行了設計優(yōu)化方面的探討研究,并基于PATRAN前后處理用戶化設計思想,提出了復合夾層結構的參數(shù)化優(yōu)化設計思路.3.將譜有限元法應用于復合夾層梁的動力分析中.該方法采用復合夾層梁的橫向運

3、動方程的波動解作為其形函數(shù),在滿足運動方程假定的條件下,得到的解將是精確解.并由于采用粘彈性材料的復模量模型,在頻域內很容易考慮粘彈性材料的頻率相關性,形成整個復合夾層結構的動剛度矩陣.同時,采用NASTRAN有限元程序,通過修改彈性材料特性輸入的方法,來考慮粘彈性材料的阻尼特性,使該有限元程序近似處理含粘彈性材料的復合結構的動力問題.在此基礎上,采用兩種方法進行了復合夾層梁的頻響分析,得到一些有益的結論.4.運用譜有限元法來進行復合夾

4、層梁的瞬態(tài)響應分析,它可以考慮夾心材料特性為隨頻率變化的粘彈性材料、具有結構阻尼的彈性材料、無阻尼彈性材料三種情況;同時利用大型通用有限元程序NASTRAN,借助FFT,可以考慮粘彈性材料特性的頻變特點,在各種沖擊荷載形式作用下,進行了對比分析研究.5.為滿足防護工程中特定環(huán)境對結構性能的要求,一種新型的輕質高強保溫型內桁架聚氨酯泡沫塑料夾層板應運而生.采用模態(tài)應變能迭代法,對該結構的模態(tài)特性及阻尼性能進行了分析.6.研究在化爆的強沖擊