连接形式对GLARE层合板连接结构振动特性影响的分析

发布时间：2022-09-24 20:34

　　航空航天飞行器在发射过程中一般服役于高温振动和严酷的力学环境,在此环境下很容易发生共振,振动特性会严重影响结构安全的使用。由于复合材料连接结构具有良好的减振性能,所以本文针对纤维增强金属GLARE层合板连接结构的振动特性进行分析。本文通过数值模拟及试验的方法,分析排距/孔径（P/D）、列距/孔径（S/D）、端距/孔径（E/D）、宽度/孔径（W/D）等几何尺寸、铺层方式、预紧力及不同的连接方式对不同的连接结构振动特性的影响,其中振动特性包括固有频率、模态振型及加速度响应。共对比分析了三组不同结构模型,分别是单排和双排,线性和“L型”,胶接、螺栓连接及混合连接。基于有限元基本理论,通过使用线性及非线性振动理论,建立了无孔层合板和有孔层合板的振动分析方法,同时描述力锤法、正弦扫频、随机扫频等操作方法,本文采用力锤法的实验方法得到了典型GLARE层合板连接结构的固有频率、模态振型及加速度响应。采用共固化模压成型法制备了GLARE层合板,基于振动理论,通过有限元方法和实验方法分析GLARE层合板单排螺栓连接及双排螺栓连接结构的振动特性,给出了连接结构的孔径大小、螺钉分布形式对GLARE层合板连结... 

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外GLARE层合板连接结构的分析和研究现状
        1.2.1 GLARE层合板连接结构的现状与分析
        1.2.2 连接结构振动特性的现状与分析
        1.2.3 复合材料层合板连接结构振动特性的研究现状与分析
    1.3 本文的研究内容
第2章 振动特性基础理论和实验的描述
    2.1 引言
    2.2 振动理论分析概况
        2.2.1 有限元求解动力学问题
        2.2.2 线性振动理论
    2.3 复合材料层合板振动理论概况
        2.3.1 理论基础
        2.3.2 无孔层合板振动理论描述
        2.3.3 有孔层合板振动理论描述
    2.4 模态测试技术
    2.5 测试过程中扫频的基本手段
        2.5.1 正弦扫频
        2.5.2 随机扫频
    2.6 本章小节
第3章 连接形式对GLARE层合板单排及双排螺栓连接振动特性的影响
    3.1 引言
    3.2 GLARE振动实验研究
        3.2.1 GLARE层合板的制备
        3.2.2 实验方案与实施
    3.3 连接形式对单排螺栓固有频率及模态的影响
        3.3.1 有限元建模
        3.3.2 孔排列方式对固有频率及模态的影响
        3.3.3 几何尺寸对固有频率及模态的影响
    3.4 连接形式对单排螺栓加速度响应的影响
    3.5 预紧力对单排螺栓振动特性的影响
        3.5.1 理论分析
        3.5.2 有限元建模
        3.5.3 预紧力对固有频率的影响
    3.6 列排距/孔径(S/D)对双排螺栓连接振动特性的影响
    3.7 本章小结
第4章 “L型”GLARE层合板螺栓连接振动特性的影响因素
    4.1 引言
    4.2 连接形式对螺栓连接振动特性的影响
        4.2.1 端距/孔径(E/D)对振动特性的影响
        4.2.2 板宽/孔径(W/D)对振动特性的影响
        4.2.3 横排距/孔径(P/D)对振动特性的影响
        4.2.4 列排距/孔径(S/D)对振动特性的影响
    4.3 纤维铺设角度对螺栓连接振动特性的影响
    4.4 螺栓的材料对螺栓连接振动特性的影响
    4.5 本章小结
第5章 对比胶接、螺栓连接及胶螺混合对振动特性的影响
    5.1 引言
    5.2 连接形式对胶接连接振动特性的影响
        5.2.1 胶接层的厚度对振动特性的影响
        5.2.2 端距/板宽(E/W)对振动特性的影响
        5.2.3 板宽/端距(W/E)对振动特性的影响
    5.3 GLARE层合板胶接、螺栓连接及胶螺混合的振动特性的比较
    5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]沉头单钉连接层合板拉伸试验与分析[J]. 刘鹏,程小全,刘淑峰,王松伟,郭鑫.  哈尔滨工程大学学报. 2016(06)
[2]复合材料层合板振动特性的模态实验研究[J]. 赵龙胜,宋福英.  材料导报. 2015(S1)
[3]基于振动疲劳试验的复合材料螺栓连接预紧力松弛特性[J]. 张振,肖毅,刘彦清,苏众庆.  复合材料学报. 2016(01)
[4]复合材料层合板阻尼预测分析与验证[J]. 漆文凯,程博.  振动.测试与诊断. 2013(06)
[5]干涉配合对复合材料机械连接结构承载能力的影响[J]. 张俊琪,刘龙权,陈昆昆,汪海.  上海交通大学学报. 2013(11)
[6]C/SiC陶瓷基复合材料螺栓连接件的振动响应特性及防松性能[J]. 郝秉磊,殷小玮,刘小瀛,张立同,成来飞,李权.  复合材料学报. 2014(03)
[7]复合材料层合板沉头多钉连接钉载分配研究[J]. 孙永波,程小全,张纪奎,胡仁伟.  高科技纤维与应用. 2013(01)
[8]新型纤维金属混合层板结构的疲劳裂纹扩展与分层行为[J]. 黄啸,刘建中.  航空材料学报. 2012(05)
[9]基于等效接触区域的螺栓连接结构模态分析[J]. 程来,宋言明,李贺,杨洋.  机械设计与研究. 2012(02)
[10]蜂窝夹层板的非线性动力学研究[J]. 孙佳,张伟,陈丽华,姚明辉.  动力学与控制学报. 2008(02)

博士论文
[1]碳纤维复合材料连接结构的失效强度及主要影响因素分析[D]. 唐玉玲.哈尔滨工业大学 2015

硕士论文
[1]GLARE层板力学性能的数值模拟与试验研究[D]. 杜丹丹.南京航空航天大学 2016
[2]碳纤维复合材料机械连接载荷分配均匀化研究[D]. 龚潇.上海交通大学 2015
[3]复合材料层合板动力学建模与振动特性的研究[D]. 陈汐.苏州大学 2014



本文编号：3680819