对称铺设碳纤维复合板振动特性等效建模

发布时间：2024-02-29 01:19

　　以多层对称铺设的碳纤维复合板为研究对象,首先依据经典层合板建模理论建立铺层材料参数与复合板刚度系数间的理论关系,推导出复合板等效刚度的简化计算表达式,从而构建了单层和多层复合板的动态特性简化模型。进而以固支边界的16层矩形碳纤维复合薄板的动态特性模拟为例,通过对比简化等效建模方法与传统有限元多层建模方法的计算一致性,初步验证了所提简化计算方法的准确性和有效性,并在此基础上分析比较了铺层数量和面积对等效前后计算耗时的影响。最后通过数例仿真,就铺层对称性对等效模型计算有效性范围的影响进行分析说明。该研究为进一步开展多层碳纤维板结构的声振特性研究提供了有力的理论建模及分析预测工具。

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【部分图文】：

图4有限元模型对比结果

图3解析模型对比结果2.2计算耗时对比

图1层合板的层数表示

假定矩形板由N层纤维材料（正交各向异性）组成，在其中面建立笛卡尔直角坐标系o?xyz，坐标原点位于层合板中面的边角上，其整体坐标系厚度方向上的几何表示如图1所示。总厚度为H，每层厚度为h，第k层下表面在z方向上的坐标为zk，上表面的坐标为zk+1，每层的厚度相同。板在x方向的长度....

图2纤维板纤维方向的表示

图1层合板的层数表示在建立层合板理论模型之初，首先对层合板引入以下理想假定条件[16]:

图3解析模型对比结果

表1和图3,4中分别为多层纤维板有限元模型、等效单层纤维板的有限元模型以及多层和等效单层理论模型的计算结果，可见：四种模型的振动响应计算结果基本一致，从而较好地体现了该等效建模方式的有效性，尤其对于有着10层以上铺层数的碳纤维复合板结构，该建模方式具有直接的理论借鉴意义。图4有....

本文编号：3914272