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高阶剪切变形板理论K■rm■n型方程及在热后屈曲分析中的应用 被引量：14
1
作者 沈惠申 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1997年第12期1059-1073,共15页
本文基于Reddy高阶剪切变形板理论导出Karman型非线性大挠度方程并用于层合板热后屈曲分析．分析中计及板初始几何缺陷和热效应．给出了四边简支．对称正交铺设层合板在均匀或非均匀抛物型热分布作用下的后屈曲分析．采用摄动-Galerkin... 本文基于Reddy高阶剪切变形板理论导出Karman型非线性大挠度方程并用于层合板热后屈曲分析．分析中计及板初始几何缺陷和热效应．给出了四边简支．对称正交铺设层合板在均匀或非均匀抛物型热分布作用下的后屈曲分析．采用摄动-Galerkin混合法确定板的热屈曲载荷与热后屈曲平衡路径．同时讨论了横向剪切变形，板长宽比，铺层数以及初始几何缺陷等各种参数变化的影响． 展开更多
关键词 层合板 热后屈曲 板 剪板变形 Karman方程
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湿热环境下复合材料层合板振动与声辐射特性分析 被引量：14
2
作者 赵天 杨智春 +1 位作者 田玮 陈兆林 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期139-149,共11页
研究了湿热环境中正交各向异性复合材料层合板结构受简谐激励作用的振动和声辐射特性。考虑了湿热应力和质量效应,利用一阶剪切变形理论和模态叠加法推导出四边简支层合壁板的固有频率计算公式,并采用Rayleigh积分得到其在简谐激励下的... 研究了湿热环境中正交各向异性复合材料层合板结构受简谐激励作用的振动和声辐射特性。考虑了湿热应力和质量效应,利用一阶剪切变形理论和模态叠加法推导出四边简支层合壁板的固有频率计算公式,并采用Rayleigh积分得到其在简谐激励下的声辐射特性公式。基于湿热膨胀的等效性获得不同湿热环境下复合材料层合板的等效热膨胀系数,并进行有限元数值模拟,对理论公式进行了验证。算例结果表明,湿热环境导致复合材料层合板产生湿热应力,使得固有频率减小;单层板的振动特性对湿度和温度的变化更敏感;随着湿度和温度的增加,简谐激励作用下的复合材料层合板的振动速度响应、辐射声压级(SPL)、辐射声功率和声辐射效率曲线的波峰逐渐向低频方向移动,同时声辐射效率随之降低;低阶固有频率受湿度和温度的影响更加明显,声辐射特性曲线中低阶模态的波峰移动更显著。 展开更多
关键词 复合材料层合板 湿热环境 正交各向异性 振动 声辐射
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复合材料层合板智能结构主动振动控制的边界元法 被引量：6
3
作者 张妃二 姚立宁 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期40-42,共3页
利用边界元法模拟智能结构的振动控制 ,推导出具有压电传感器及致动器的复合材料层合板的边界积分方程 ,应用负速度反馈控制律 ,研究了复合材料层合板智能结构主动振动控制问题。算例分析证明该方程的正确性。
关键词 智能结构 主动振动控制 边界元法 结构振动 复合材料层合板
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考虑芯层横向变形的粘弹性复合材料夹层板结构的声振特性分析 被引量：11
4
作者 王旌生 吴有生 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期6-9,共4页
夹层板结构具有很高的比强度和比刚度。若芯层采用粘弹性阻尼材料,夹层板结构还具有良好的隔振和隔声特性,因此在工程结构中得到广泛应用。以往的夹层板理论大多忽略了芯层的横向正应变和横向正应力,在分析芯层较厚的夹层板或者夹层结... 夹层板结构具有很高的比强度和比刚度。若芯层采用粘弹性阻尼材料,夹层板结构还具有良好的隔振和隔声特性,因此在工程结构中得到广泛应用。以往的夹层板理论大多忽略了芯层的横向正应变和横向正应力,在分析芯层较厚的夹层板或者夹层结构的高频振动问题时由于不能体现芯层的横向压缩变形,往往显得不够合理。针对这一不足,构造了一个复合材料夹层板单元:夹层板的上下面板采用基于一阶剪切变形理论的Mindlin假定以及层合板理论进行分析;采用文献[6,7]中提出的Timoshenko层合厚梁理论构造了单元每边的转角和剪应变场,消除了Mindlin板单元当板厚变小时的剪切锁死问题;假定芯层的位移沿厚度方向线性变化,并用上下面板的自由度表示,最终形成以上下面板自由度表示的系统总的运动方程。该单元不仅考虑了芯层的横向剪切变形,还考虑了芯层的横向压缩变形。数值计算结果表明:无论对于静力问题、动力问题还是声辐射等问题,考虑芯层的横向压缩变形是合理的,也是有必要的。 展开更多
关键词 复合材料夹层板 有限元 横向变形 粘弹性 边界元 声振耦合分析
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均匀化有限元法预测复合材料层合板宏观有效弹性性能 被引量：13
5
作者 谢桂兰 赵锦枭 +1 位作者 田杰 吴涛 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期23-27,共5页
首先由等效能量原理提出复合材料有效弹性模量定义,再由小参数渐进展开均匀化理论,推导出复合材料层合板等效弹性张量。同时结合有限元方法,建立复合材料层合板的多尺度模型,预测碳纳米管以及纳米薄膜增强复合材料层合板的宏观有效弹性... 首先由等效能量原理提出复合材料有效弹性模量定义,再由小参数渐进展开均匀化理论,推导出复合材料层合板等效弹性张量。同时结合有限元方法,建立复合材料层合板的多尺度模型,预测碳纳米管以及纳米薄膜增强复合材料层合板的宏观有效弹性模量。由均匀化方法来求得弹性模量的宏观平均值,将其输入商业软件ANSYS系统进行计算,由此把宏、细观两个尺度耦合起来,可以对复合材料层合板进行等效弹性性能分析。这对新材料的研究、发展具有一定的指导作用。 展开更多
关键词 复合材料层合板 均匀化 有限元 碳纳米管 纳米薄层
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基于“能量-故障”的复合材料层合板裂纹损伤检测与识别 被引量：9
6
作者 闫云聚 姜节胜 +1 位作者 任建亭 任礼行 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期227-231,共5页
对一含裂纹的复合材料层合板,通过粘贴在其表面一对压电片(一片作为传感器,一片作为激振器)构造了结构动力响应的激励和检测系统。通过完好板和损伤板的振动模态参数和时域响应信号比较,探讨了识别复合材料结构损伤的可行性。同时,利用... 对一含裂纹的复合材料层合板,通过粘贴在其表面一对压电片(一片作为传感器,一片作为激振器)构造了结构动力响应的激励和检测系统。通过完好板和损伤板的振动模态参数和时域响应信号比较,探讨了识别复合材料结构损伤的可行性。同时,利用小波包分析,基于动力响应信号各频率段的能量分布,提取结构损伤的特征量来表征结构损伤情况。结果表明,当用一个含有丰富频率成分的信号作为输入对系统进行激励时,可以较为准确地识别复合材料结构的裂纹损伤。 展开更多
关键词 裂纹损伤 结构损伤 复合材料层合板 小波包分析 损伤特征量 损伤检测 损伤识别
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考虑平整性要求的板壳自适应结构静变形控制 被引量：5
7
作者 黄海 孙文俊 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期71-75,共5页
基于四节点压电复合材料层合板单元和相应有限元分析方法 ,利用结构位移对电压的灵敏度 ,对以压电材料为作动器的板壳自适应结构 ,进行了考虑平整性要求的静力变形控制。根据控制目标和约束限制 ,由数学规划问题确定结构承载时作动器所... 基于四节点压电复合材料层合板单元和相应有限元分析方法 ,利用结构位移对电压的灵敏度 ,对以压电材料为作动器的板壳自适应结构 ,进行了考虑平整性要求的静力变形控制。根据控制目标和约束限制 ,由数学规划问题确定结构承载时作动器所需的控制电压。最后以数值算例给出了仿真结果 ,以验证所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 自适应结构 压电材料 变形控制 复合材料层合板 平整性 板壳 航天飞行器
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受热复合材料层合板的非线性热振动——Part:理论及数值分析 被引量：6
8
作者 杨自春 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期74-78,共5页
基于能综合考虑温度效应以及横向线应变和剪切应变的高阶计算模型 ,研究受热复合材料层合板的非线性热振动 ,推导了非线性有限元方程并给出了相应的数值分析方法 ,通过数值算例与已有文献相比较 ,证明了本文理论和算法的精确有效性。文... 基于能综合考虑温度效应以及横向线应变和剪切应变的高阶计算模型 ,研究受热复合材料层合板的非线性热振动 ,推导了非线性有限元方程并给出了相应的数值分析方法 ,通过数值算例与已有文献相比较 ,证明了本文理论和算法的精确有效性。文中还以大量数值算例研究了温度效应对幅频曲线的影响。 展开更多
关键词 复合材料层合板 非线性热振动 非线性有限元方程
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受热复合材料层合板的非线性热振动——PartⅡ:实验研究 被引量：8
9
作者 杨自春 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期119-122,共4页
对不同铺层方式和铺设角度的复合材料层合板的热振动进行实验研究 ,实验结果给出了一些有益的结论 ,并有力证明了作者提出的非线性高阶层合理论和非线性热振动分析有限元算法 ( Part ) [1] 的正确性。
关键词 复合材料层合板 非线性热振动 有限元
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基于减基法的层合板瞬态响应快速分析方法 被引量：9
10
作者 黄永辉 韩旭 冉承新 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期255-260,共6页
用混合数值法分析复合材料层合板结构的瞬态响应时,在波数域中引入减基法、构造减基空间,把原大型特征值问题映射到减基空间进行降阶,在保证精度的前提下快速近似求解原大型特征值问题,从而快速得到结构的时域响应.算例表明,引入减基法... 用混合数值法分析复合材料层合板结构的瞬态响应时,在波数域中引入减基法、构造减基空间,把原大型特征值问题映射到减基空间进行降阶,在保证精度的前提下快速近似求解原大型特征值问题,从而快速得到结构的时域响应.算例表明,引入减基法后的混合数值法能更有效地解决结构瞬态响应问题.该方法可以推广用于快速解决大型结构动力优化设计和结构动力反问题等结构动力分析问题. 展开更多
关键词 减基法 复合材料层合板 瞬态响应 混合数值法
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复合材料层合板振动衰减主动控制力学模型 被引量：5
11
作者 闫云聚 姜节胜 袁振宇 《振动与冲击》 EI CSCD 1997年第4期54-59,共6页
简要介绍了新兴的智能复合材料结构及其应用发展前景。对双压电元件复合材料层合板的振动衰减主动控制给出了有限元计算公式,导出了压电激振器、传感器的输入、输出方程,建立了结构振动主动控制的数学模型。
关键词 复合材料层合板 振动 主动控制 有限元分析
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低速冲击下复合材料层合板分层损伤的数值模拟 被引量：6
12
作者 程起有 童小燕 +2 位作者 姚磊江 吕胜利 吕国志 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期321-324,共4页
为了分析冲击载荷作用时层合板的损伤情况,建立"子板—弹簧元"的三维有限元分析模型。在该模型中将连续铺层相同的单层作为一层合子板,相邻子板间采用弹簧单元连接。采用该模型对一层合板的冲击过程进行分析,分析过程中结合... 为了分析冲击载荷作用时层合板的损伤情况,建立"子板—弹簧元"的三维有限元分析模型。在该模型中将连续铺层相同的单层作为一层合子板,相邻子板间采用弹簧单元连接。采用该模型对一层合板的冲击过程进行分析,分析过程中结合失效准则预测失效模式,然后定义对应的弹簧单元失效来实现材料性能参数的衰减。计算结果和试验结果吻合较好,同时得出一些有用的结论。 展开更多
关键词 层合板 冲击损伤 弹簧元 有限元
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含内部分层复合材料层板三维问题的三角级数能量解法 被引量：7
13
作者 胡伟平 孟庆春 张行 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期113-118,共6页
本文根据叠加原理分解含内部分层复合材料层板的受力状态，使分层问题归结为分层表面受附加剪切载荷作用时附加状态的分析，然后根据边界条件，利用三角级数构造位移模态，进而由势能原理确定位移解答，并做收敛性验证。计算表明，结果... 本文根据叠加原理分解含内部分层复合材料层板的受力状态，使分层问题归结为分层表面受附加剪切载荷作用时附加状态的分析，然后根据边界条件，利用三角级数构造位移模态，进而由势能原理确定位移解答，并做收敛性验证。计算表明，结果收敛，挠度收敛尤为迅速。 展开更多
关键词 复合材料层板 分层 三维问题 三角级数 能量解法
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复合材料层合板振动特性的模态实验研究 被引量：7
14
作者 赵龙胜 宋福英 《材料导报（纳米与新材料专辑）》 EI CAS 2015年第1期98-101,共4页
复合材料层合板结构的振动特性复杂,理论分析困难。根据模态实验理论依据,利用模态实验方法对层合板的振动特性进行研究。首先采用多点激励单点测量的方法对层合板的振动数据进行采集;其次利用模态分析软件N-Modal对采集到的实验数据进... 复合材料层合板结构的振动特性复杂,理论分析困难。根据模态实验理论依据,利用模态实验方法对层合板的振动特性进行研究。首先采用多点激励单点测量的方法对层合板的振动数据进行采集;其次利用模态分析软件N-Modal对采集到的实验数据进行处理,得到了四边简支边界条件下层合板的固有频率、模态振型以及模态阻尼比等模态参数。通过数值比较分析,结果说明,模态实验方法可靠,并能够很好地识别出层合板结构的模态参数。 展开更多
关键词 复合材料层合板 振动特性 模态实验 模态参数识别
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基于各向异性修正偶应力理论的Reddy型层合板的自由振动 被引量：7
15
作者 贺丹 杨万里 陈万吉 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期161-171,共11页
论文基于各向异性修正偶应力理论建立了只含一个尺度参数的Reddy型复合材料层合板的自由振动模型.同见诸于文献的细观尺度Kirchhoff薄板偶应力模型相比,论文提出的新模型能够更精确的预测细观尺度下的中、厚层合板的自振频率.基于Hamil... 论文基于各向异性修正偶应力理论建立了只含一个尺度参数的Reddy型复合材料层合板的自由振动模型.同见诸于文献的细观尺度Kirchhoff薄板偶应力模型相比,论文提出的新模型能够更精确的预测细观尺度下的中、厚层合板的自振频率.基于Hamilton原理推导了细观尺度下Reddy型复合材料层合板的运动微分方程以及边界条件,并以正交铺设的四边简支复合材料层合方板为例进行了解析求解,分析了尺度参数对自振频率的影响并对比了Kirchhoff、Mindlin和Reddy等三种板模型计算结果的异同.算例结果表明论文所给出的模型能够捕捉到复合材料层合板自由振动问题的尺度效应.另外,在细观尺度下Kirchhoff板模型所预测的自振频率相对于Mindlin板模型和Reddy板模型总是过高,且越接近厚板三者的差别就越大,这与经典理论中三种板模型的对比情况是一致的. 展开更多
关键词 各向异性修正偶应力理论 尺度效应 材料尺度参数 复合材料层合板 自由振动
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复合材料层合板非线性热振动分析 被引量：5
16
作者 刘芹 任建亭 +2 位作者 姜节胜 郭运强 陈换过 《动力学与控制学报》 2005年第1期78-83,共6页
采用有限元方法研究复合材料层合板结构在线性温度场作用下非线性热振动特性.采用特征值屈曲分析方法,判断了结构在线性温度场作用下的临界屈曲分歧点,计算了结构的一阶弯曲固有频率,分析了铺层角度及铺层层数对结构临界屈曲温度分布和... 采用有限元方法研究复合材料层合板结构在线性温度场作用下非线性热振动特性.采用特征值屈曲分析方法,判断了结构在线性温度场作用下的临界屈曲分歧点,计算了结构的一阶弯曲固有频率,分析了铺层角度及铺层层数对结构临界屈曲温度分布和结构固有频率的影响,总结了其对复合材料层合板结构热振动特性影响的一般规律.这些结论对复合材料结构设计、抗热设计有一定的指导意义. 展开更多
关键词 复合材料层合板 非线性 振动分析 特征值屈曲分析 层合板结构 振动特性 固有频率 有限元方法 温度分布 结构设计 场作用 分歧点 热设计 临界 铺层 一阶
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复合材料层合板振动主动控制的方法研究 被引量：5
17
作者 孙爱琴 王建国 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1312-1316,共5页
根据H am ilton原理,推导出复合材料层合板在四边简支的边界条件和各阶板理论下的振动控制方程,求得系统的频率、振幅。利用能量准则求出线性二次型最优调节器(LQR)方法中的权系数矩阵Q和R的值,求解R iccati方程后,得到位移和控制力;并... 根据H am ilton原理,推导出复合材料层合板在四边简支的边界条件和各阶板理论下的振动控制方程,求得系统的频率、振幅。利用能量准则求出线性二次型最优调节器(LQR)方法中的权系数矩阵Q和R的值,求解R iccati方程后,得到位移和控制力;并利用M athem atic对系统进行仿真分析,得到各种因素对系统振动控制的影响,为以后控制和优化系统提供有力的根据。 展开更多
关键词 HAMILTON原理 复合材料层合板 LQR 振动控制 系统仿真
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Z型折叠机翼的非线性动力学与模态分析研究 被引量：6
18
作者 朴金丽 郭翔鹰 +1 位作者 张伟 祖武争 《动力学与控制学报》 2017年第1期29-38,共10页
针对Z型折叠机翼这种复杂多体结构,运用多种不同的方法得到了结构的前4阶振动模态.将Z型折叠机翼假设为由三块碳纤维复合材料板组成,两板之间均以刚性铰链相连接.其中内翼左侧是固定端,并与机身相连接;中间翼以对边简支形式连接在内外... 针对Z型折叠机翼这种复杂多体结构,运用多种不同的方法得到了结构的前4阶振动模态.将Z型折叠机翼假设为由三块碳纤维复合材料板组成,两板之间均以刚性铰链相连接.其中内翼左侧是固定端,并与机身相连接;中间翼以对边简支形式连接在内外翼之间;外翼的外端是自由端.在第一个铰链上施加驱动力矩M1为机翼提供折叠角速度,使中间翼进行转动;同时施加力矩M2于第二个铰链处,使外翼与内翼始终保持平行.本文首先利用Hamilton原理与von Karman大变形理论建立Z型折叠机翼的动力学模型,然后通过ANSYS软件设置合理的边界条件进行模态分析与谐响应分析,其次根据ANSYS模拟的Z型折叠机翼的振动形式,假设合适的模态函数,通过结构边界条件和系统动力学方程求出来的边界条件,求出三个板的横向振动模态函数,最后通过Maple验证得出的模态函数与ANSYS模拟的振动形式相符合.该研究不仅是Z型机翼的受迫振动响应分析的前提,而且对于Z型机翼的设计与实验也具有参考价值. 展开更多
关键词 Z型折叠机翼 非线性振动 复合材料层合板 折叠角 模态分析 谐响应分析
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复合材料层合板的混沌运动分析 被引量：5
19
作者 郭翔鹰 张伟 +1 位作者 姚明辉 陈丽华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期139-144,共6页
建立了四边简支纤维增强复合材料层合薄板在受到x轴方向面内激励和横向激励联合作用下的动力学方程,考虑了复合材料层合板主参数共振和1∶1内共振的情况,利用二阶Galerkin离散和多尺度方法得到四维直角坐标形式下复合材料层合板系统的... 建立了四边简支纤维增强复合材料层合薄板在受到x轴方向面内激励和横向激励联合作用下的动力学方程,考虑了复合材料层合板主参数共振和1∶1内共振的情况,利用二阶Galerkin离散和多尺度方法得到四维直角坐标形式下复合材料层合板系统的平均方程。然后利用规范形理论化简平均方程得到简单规范形。应用Kovacic等人提出的高维Melnikov方法研究复合材料层合薄板的脉冲混沌运动,理论分析发现在参数激励和外激励作用下系统存在Smale马蹄意义下的混沌运动并存在脉冲跳跃轨道。 展开更多
关键词 复合材料层合板 高阶剪切 高维Melnikov方法 混沌
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开孔对复合材料层合板振动频率影响研究 被引量：5
20
作者 王栋 禹志刚 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期657-661,共5页
在复合材料层合板的中心开一个超椭圆形孔,利用Nastran有限元软件分析,计算层合板的前二阶振动频率,研究开孔形状及其转动等设计参数对矩形层合板固有频率的影响。分析结果表明层合板的固有频率受板内开孔设计影响很大,且与边界约束条... 在复合材料层合板的中心开一个超椭圆形孔,利用Nastran有限元软件分析,计算层合板的前二阶振动频率,研究开孔形状及其转动等设计参数对矩形层合板固有频率的影响。分析结果表明层合板的固有频率受板内开孔设计影响很大,且与边界约束条件有很大的关系。 展开更多
关键词 开孔形状 超椭圆方程 复合材料层合板 固有频率
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