2.5维编织复合材料叶片振动分析方法研究

发布时间：2017-12-19 14:13

  本文关键词：2.5维编织复合材料叶片振动分析方法研究　出处：《南京航空航天大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：2.5维编织复合材料是目前研究比较热门的新型结构型复合材料,它除了具备普通复合材料质轻、比模量和比强度高等特点外,还具有整体性能好,抗分层能力强,可设计性以及功能结构一体化等突出优点,在航空航天等高科技领域具有广阔的应用前景。本文以航空发动机领域的复合材料叶片为研究对象,从理论和试验两方面开展了2.5维编织复合材料平板叶片的刚度和振动模态参数的研究工作,主要研究工作和结论如下:(1)采用RTM工艺制备多种2.5维编织复合材料,获得了注胶充分质量良好的复合材料板件,设计并制作了2.5维编织复合材料经/纬向拉伸试验件和经/纬向平板叶片振动模态试验件。(2)开展了2.5维编织复合材料拉伸试验及平板叶片的振动模态试验研究,获得了多种2.5维编织复合材料结构的经/纬向刚度、泊松比以及强度等材料参数;采用了非接触技术对2.5维编织复合材料结构的经向和纬向平板叶片进行振动模态试验,获得了有效的振动模态参数。(3)基于双余弦-矩形纱线束截面假设建立了2.5维编织复合材料几何模型,并基于几何模型提出一种整体单胞模型和一种由表面单胞与内部单胞构成的双胞模型,结合CHAMIS纤维束的性能分析模型和刚度体积平均方法,推导、建立了分别基于整体单胞模型和基于双胞模型的2.5维编织复合材料的刚度预测模型;结果表明,基于整体单胞模型和双胞模型的刚度预测值结果基本一致,三种不同纬纱层数的2.5维编织复合材料板件的刚度预测与试验对比吻合较好。(4)提出了分别基于整体单胞模型和基于双胞模型的均匀化等效力学模型,推导了2.5维编织复合材料均匀化等效板的拉伸刚度,弯曲刚度以及振动微分方程。三种不同纬纱层数的2.5维编织复合材料经向和纬向平板叶片的前四阶振动模态预测分析和与试验结果对比表明:本文所提出的力学模型的有效性;研究结果进一步表明,基于双胞模型的均匀化等效力学模型的分析精度较好。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V232.4;V250

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本文编号：1308269