带金属外层的多粘弹性层纤维增强复合材料层合板振动特性研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cxz
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由于飞行器在空中飞行时间较长,振动时间长,振动幅度大,振动超标、摩擦、疲劳失效等故障问题越来越严重,传统的纤维增强材料和纤维金属材料,并不能满足越来越苛刻的工作环境。带金属外层的多粘弹性层纤维增强复合材料(MVFLM)兼具纤维增强复合材料,粘弹性材料和金属材料的优点,其重量轻、减振降噪能力强、抗冲击性能好、抗疲劳性能突出、耐腐蚀、易于维修,成本较低,可在飞行器等武器装备的振动及噪声治理中发挥关键作用。而且,MVFLM材料不同于常规材料,具有明显的各向异性,其层合板结构件的振动还表现出复杂的非线性,给传统线性及非线性建模和计算带来很大难度。因此,研究其板结构的线性和非线性振动特性及其理论分析模型具有重要的科学意义。为了解决上述问题,本文以MVFLM板为研究对象,对该类型层合板的振动特性进行了研究,具体研究内容如下:(1)基于经典层合板理论和高阶剪切变形理论,在引入实验测试阻尼的基础上,分析了 MVFLM板的线性振动特性。采用高阶剪切变形理论和经典层合板理论表达粘弹性层和纤维层的位移场函数,将实验测得的阻尼代替理论计算得到的阻尼矩阵,采用Ritz能量法建立了层合板的线性振动模型,并根据正交多项式法求解获得其线性振动特性,并给出了层合板线性振动特性的分析流程。同时,搭建了 MVFLM板的振动特性测试系统,并以不同几何参数的两块MVFLM板为研究对象,测试获得了层合板的振动特性,最后将理论计算结果和实验测试结果进行了对比验证。(2)考虑了材料非线性的影响,并基于应变能密度函数法研究MVFLM板非线性的振动特性。首先,参照Jones-Nelson非线性材料模型,将纤维增强复合材料和粘弹性材料的弹性模量和损耗因子表示成应变能密度的函数,并结合经典层合板理论和高阶剪切变形理论,采用Ritz能量法建立了 MVFLM板的非线性振动模型。其次,应用粒子群优化算法辨识材料参数,并使用MATLAB拟合工具,得到了考虑材料非线性理论模型中的拟合系数。然后,采用迭代算法对MVFLM板的非线性振动特性进行迭代求解,并提出具体的非线性振动特性的分析流程。最后,以不同几何参数的两块MVFLM板为研究对象,分别采用理论计算和实验测试获得了不同激励幅度下相应层合板非线性振动特性,对比验证了该理论分析方法的正确性。(3)同时考虑了材料和几何非线性的影响,结合应变能密度函数法和Von Karman几何非线性原理,研究了 MVFLM板的非线性振动特性。首先,在已建立的考虑材料非线性影响的理论模型基础上,结合高阶剪切变形理论和Von Karman几何非线性原理,采用Ritz法建立了层合板的非线性振动模型。其次,计算获得考虑几何非线性影响的Ritz参数,并采用粒子群优化算法辨识材料参数,拟合得到了考虑材料和几何非线性理论模型中的拟合系数。然后,采用迭代算法对MVFLM板的非线性振动特性进行迭代求解,并提出具体的非线性振动特性的分析流程。最后,以不同几何参数的两块MVFLM板为研究对象,分别采用理论计算和实验测试获得了不同激励幅度下MVFLM板非线性振动特性,对比验证了该理论分析方法的正确性。本文的研究工作进一步揭示了 MVFLM板结构的振动特性,对于MVFLM板结构件的振动破坏以及疲劳损伤有着重要的预示作用,且对于结构系统的动态设计、响应预估、性能优化等多个环节都有着重要的工程及学术意义,相关研究成果可以为MVFLM板板件在工程实践中的应用提供重要的技术支持。
其他文献
肺癌是我国肿瘤疾病中的头号杀手,据统计5年生存率为15%。早发现、早诊断、早治疗可以大大提高肺癌患者的生存率。肺结节图像是肺癌的早期重要临床特征,具有体积小、分布不均匀、形状不规则的特点。随着CT技术的快速发展,在提高CT图像清晰度的同时数据量也呈爆炸性增长,通常每位病人每次扫描就有成百甚至上千张CT图像,有经验的医师也难以做到快速准确的判断。而且检测结果经常会受主治医师主观因素影响,出现误诊、漏
中国畜禽业发展迅速,畜禽业朝着集约化、集团化的趋势发展。畜禽废水的产量惊人,造成的环境污染逐渐增大,畜禽废水的处理成为国家下一步发展的重点。畜禽废水的产生方式多种多样,同时成分也相当复杂,含有的蛋白质、有机氮以及散发的恶臭,不仅提升了处理的难度,还对周围土地、水质造成影响,对畜禽生物产生负反馈。目前对于畜禽废水的处理方式多见于氧化塘,处理效果不明显,耗时长且容易造成二次污染,由此设计出一套完整的处
连铸坯的质量直接影响最终钢材的质量,而微观组织在很大程度上决定了连铸坯的质量。在微观组织的研究方法中,计算机模拟方法可以节约成本、减少工作量,因此,微观组织的计算机模拟已成为研究连铸坯微观组织的主要手段。研究连铸坯的微观组织对于优化工艺参数,提高连铸坯的质量具有重要的研究意义。本文以160mm×160mm的60#钢连铸小方坯为研究对象,基于元胞自动机-有限容积法(CA-FVM)建立宏-微观耦合模型
齿轮钢是量大面广的特殊钢,是制造汽车齿轮、工业齿轮、齿轮装置等传动系统零部件的重要材料,齿轮钢需要有高的可靠性、长寿性、抗冲击、耐磨损等性能。通过加强齿轮钢冶金质量控制,可以改善其工艺性能和使用性能,提高产品质量稳定性,从而实现高性能化。通过铸坯凝固机理研究,分析铸坯凝固的微观组织生长和演变过程,对优化连铸现场工艺具有重大意义。本论文将42CrMo齿轮钢连铸小方坯作为研究对象,分别进行红外测温实验
随着我国氧化铝工业的蓬勃发展,我国的铝土矿品位不断降低,目前北方铝土矿的平均铝硅比已降至4.5以下,很快将难以采用拜耳法处理。对于这种高硅铝土矿,在使用传统烧结法处理时,需要配入大量的石灰或石灰石,从而造成熟料中氧化铝含量低、赤泥排放量大以及二次反应严重等问题,因此,研究低钙比的熟料烧结配方和工艺尤为重要。本文基于CaO-SiO2二元系,研究了不同钙比硅酸钙的生成与转化过程的热力学行为,阐明了低钙
直接甲酸盐燃料电池(DFFC)因甲酸盐无毒、易贮存和良好的氧化性而备受关注。Pt基催化剂仍广泛用于DFFC中。但Pt基催化剂容易中毒。导电聚合物聚苯胺(PANI)和聚吡咯(PPy)因具有较大的比表面积、良好的稳定性、独特的π共轭结构和电子传导性等优点,可用于修饰铂催化剂。本论文采用化学氧化聚合法制备了 PANI/Pt,PPy/Pt和PANI/PPy/Pt复合电催化剂。采用SEM、EDS、FT-IR
盐湖水氯镁石是钾肥工业提取氯化钾之后的废卤水经日晒蒸发结晶后的产物,在开发早期对其处理手段较少,大多就地排放。目前虽开展综合利用研究,但当前处理手段效率普遍较低,使得水氯镁石在盐湖地区大量堆积、泛滥成灾,盐湖水氯镁石的综合利用问题是实现盐湖地区绿色循环发展的关键。本研究以盐湖水氯镁石为原料,对隔膜电沉积法制备氢氧化镁的工艺及过程进行了研究。研究内容包括:循环电解过程中产物的物性变化以及影响因素的分
飞机在使用一段时间后,表面受外力,辐射和各种复杂气流冲刷等作用,出现龟裂、老化、起皮和脱落等损伤,需要定期对飞机外表面原有涂层进行去除。激光除漆作为激光清洗技术中的一个重要分支,相比传统除漆工艺,具有无污染、效率高、成本低等优点,是目前工业清洗领域的一个重点研究方向,在航空航天领域具有很广泛的应用前景。本文针对有工业应用需求的7075铝合金飞机蒙皮进行了激光除漆研究,开展了不同类型工艺参数下的激光
永磁涡流调速技术是一种新型节能环保的电机调速技术,因其具有可靠性高,对中性好,可空载启动,过载实现保护,减少系统振动等优点而掀起了国内外大量学者的研究热潮。广泛应用于电力、冶金、矿山、化工,石油等诸多领域。该技术的应用与发展对响应国家节能减排的号召,提高系统工作效率等方面具有有深远的意义。本文基于麦克斯韦方程组等电磁场理论基础,利用有限元分析方法对套筒式永磁涡流调速器进行了系统研究,论文的主要研究
随着汽车技术的不断发展,汽车智能化逐渐成为行业发展新趋势。智能驾驶技术在近年来受到广泛关注,围绕其展开的研究工作也越来越多。车辆进行车道变换是车辆行驶中最常见的一种行为。在人类驾驶车辆的过程中由换道所引发的交通事故较多,因此如何使用智能驾驶技术使车辆换道更为高效和安全逐渐成为近年来研究的热点问题。本文针对无人驾驶车辆在高速公路场景下进行换道的路径规划以及横向跟踪控制问题展开研究。针对不同的换道场景