基于分层理论的螺栓连接夹芯复合材料加筋结构振动特性

发布时间：2022-01-23 15:21

　　针对采用螺栓连接方式固定的夹芯复合材料加筋结构,表层采用分层理论单元、芯层采用体单元,结合有限元方法计算固有频率和振型。通过试验验证,有限元计算结果与试验结果吻合,并得到了在有限元分析中模拟实际结构边界条件的处理方法。试验结果对比表明,与钢制结构相比,夹芯复合材料加筋结构前三阶固有频率提高2倍以上,夹芯复合材料加筋结构能大幅提高整体结构刚度,改善结构的振动特性。 

【文章来源】：复合材料学报. 2019,36(12)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

夹芯复合材料加筋结构方案

局部坐标系下，板厚度方向分为N个子层，则结构上任意位置（x,y,z）处的位移分量可表示为其中：ui(x,y）、vi(x,y）、wi(x,y）表示第i个交界面上任意点的位移；Фi(z）表示厚度坐标的线性连续分段函数：

分别计算有、无加强筋时夹芯复合材料结构的固有频率。初始方案的加强筋尺寸设定为宽100mm、高60mm，加筋板格有限元模型如图4所示。忽略面板与芯层、芯层与夹筋芯层间的过渡处，网格单元大小为0.02m×0.02m，边界条件为约束中面边界上节点的三个自由度。有、无加强筋时夹芯复合材料结构的振型图如图5所示。计算结果表明，设置加强筋后第一阶固有频率提高18%，加强筋参与变形的模态振型对应的固有频率都有明显提高，因此，加强筋能有效提高夹芯复合材料板格的固有频率。图4 加筋板格有限元模型

【参考文献】：
期刊论文
[1]水下接触爆炸作用下泡沫夹芯板耗能机理研究[J]. 赵延杰,郝轶,刘建湖,张攀.  中国舰船研究. 2018(03)
[2]复合材料T型加筋板筋条冲击损伤及冲击后压缩行为试验[J]. 欧阳天,关志东,谭日明,郑达,孙伟.  复合材料学报. 2018(10)
[3]分层对复合材料机械连接结构承载能力的影响[J]. 董大龙,周翔,汪海,姜晓伟.  复合材料学报. 2018(01)
[4]简支边界条件下超椭圆蜂窝夹芯板的自由振动[J]. 邸馗,茅献彪.  复合材料学报. 2017(08)
[5]面内线性变化载荷作用复合材料层合板的振动与屈曲优化[J]. 孙士平,曾庆龙,胡政.  复合材料学报. 2016(12)
[6]采用分层理论计算层合板的固有频率和振型[J]. 赵飞,吴锦武,赵龙胜.  噪声与振动控制. 2014(02)
[7]分布载荷作用下简支功能梯度夹层板的弯曲分析[J]. 李华东,朱锡,梅志远,邱家波,张颖军.  复合材料学报. 2012(02)
[8]粘弹层合板的自由振动和横向应力[J]. 胡明勇,王安稳.  应用数学和力学. 2009(01)
[9]粘弹性复合材料结构水中振动及声辐射研究进展综述[J]. 王旌生,吴有生.  船舶力学. 2007(05)
[10]夹芯复合材料在潜艇声隐身结构中的应用及其相关技术研究[J]. 朱锡,石勇,梅志远.  中国舰船研究. 2007(03)

博士论文
[1]夹层结构振动声辐射特性研究[D]. 王海英.大连理工大学 2009

硕士论文
[1]复合材料夹芯结构的逐层/实体方法研究[D]. 王瑞鹏.中国民航大学 2016
[2]复合平板结构水下振动与声辐射特性研究[D]. 龚强.哈尔滨工程大学 2012



本文编号：3604627