含粘弹性层纤维增强层合板的热屈曲及阻尼特性分析

发布时间：2020-12-12 12:46

　　对含粘弹性层纤维增强层合板的热屈曲及阻尼特性进行了分析研究。采用经典冯·卡门平板理论和哈密顿原理推导得出结构运动学方程,进而得出临界热屈曲温度的求解公式,通过求解本征值问题,得到结构固有频率和阻尼比。在恒温下分析了粘弹性层厚度和铺设方式对结构阻尼比的影响。在不同温度场下研究了粘弹性层厚度和铺设方式对结构热屈曲行为的影响。着重分析了非均匀温度分布对结构热屈曲和阻尼比的影响。数值结果分析表明,不论均匀温度场还是非均匀温度场,弹性层总厚度一定的情况下,层合板临界热屈曲温度随粘弹性层厚度增大而增大,且基本呈现正比例关系。恒温时,层合板阻尼比随粘弹性层厚度增大而增大。临界热屈曲温度、固有频率、阻尼比除了受纤维铺层影响较大外,同时受层合板上温度分布的影响较大。 

【文章来源】：太原理工大学学报. 2018年05期 第724-730页 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图１含粘弹性层纤维增强层合板Ｆｉｇ．１Ｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｌａｍｉｎａｔｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐａｎｅｌｓｗｉｔｈｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｌａｙｅｒｓ

源在角点。ｆ（ｘ，ｙ）＝ａ１×１－（ｘ＋ａ／２）２＋（ｙ＋ｂ／２）２ａ２槡＋ｂ［］２．２）热源在中心点。ｆ（ｘ，ｙ）＝ａ２×１－ｘ２＋ｙ２（ａ／２）２＋（ｂ／２）槡［］２．３）热源在右边界。ｆ（ｘ，ｙ）＝ａ３×ａ／２＋ｘａ．４）热源在上边界。ｆ（ｘ，ｙ）＝ａ４×ｂ／２＋ｙｂ．其中，ａ１，ａ２，ａ３，ａ４都是常数。图４不同热源下层合板的温度分布图Ｆｉｇ．４Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅａｔｓｏｕｒｃｅｓ８２７太原理工大学学报第４９卷

图５给出了４种温度分布函数下固有频率随温差的变化曲线。随温差的增大，固有频率均降低。相同温差下，热源位于层合板的中心点，固有频率最高。热源位于层合板的右边界，固有频率最低。热源分别位于层合板的角点、中心点、右边界以及上边界时，其对应临界热屈曲温度分别是８．８３７２，１０．１８７０，８．２４８０，８．６２１９℃．由此可以看出，即使层合板温度变化一定，当层合板上的温度分布不同时，临界热屈曲温度、固有频率也明显不同；且热源离板的中心越近，层合板临界热屈曲温度、固有频率越高。这是由于对于四边简支含粘弹性层层合板，其中心对温度变化反应更不敏感。图５不同温度分布函数下固有频率随温差的变化曲线Ｆｉｇ．５Ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｎｏｎ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｗｉｔｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｕｎｃｔｉｏｎｓ图６给出了不同温度分布函数下阻尼比随温差的变化曲线。可以看出，随温差的增大，阻尼比均升高；在同一温差下，热源位于层合板的右边界，阻尼比最高；热源位于层合板的中心点，阻尼比最低。即热源离板的中心越近，阻尼比越低。这与非均匀温度场分布对固有频率的影响正好相反。图６不同温度分布函数下阻尼比随温差的变化曲线Ｆｉｇ．６Ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｄａｍｐｉｎｇｒａｔｉｏｗｉｔｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａ

【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料层合板在不同温度场中的热屈曲行为[J]. 田新鹏,李金强,郭章新,韩志军.  太原理工大学学报. 2016(02)
[2]压电层合板热屈曲问题的精确分析[J]. 尚福林,王子昆,李中华.  固体力学学报. 1997(01)



本文编号：2912586