可动边界条件下复合材料层合板结构的非线性振动研究

【作者】 柴玉阳； 李凤明；

【机构】 哈尔滨工业大学航天学院； 北京工业大学机电学院；

【摘要】 复合材料由于比强度高、比刚度大等特点广泛应用于飞行器结构、高速列车以及土木工程结构的设计中。复合材料层合板在基础激励或边界激励作用下会产生大幅振动,因此有必要研究可动边界复合材料层合板的非线性振动特性。本文分别研究了复合材料层合板在基础激励和边界激励作用下的非线性振动问题。由于几何非线性效应,在结构建模中采用了von Karman大变形理论来建立结构的运动方程。利用Galerkin方法将偏微分方程离散成非线性常微分方程。采用多尺度方法,求得稳态情况下结构系统的幅频响应曲线以及时间历程曲线,给出复合材料层合板结构发生主共振以及主参数共振时的近似解析解,讨论了结构以及材料参数对系统频响曲线的影响。同时利用4阶Runge-Kutta方法求解了复合材料层合板结构的频响曲线,并与多尺度方法的求解结果进行对比,验证了多尺度方法的有效性。分析了复合材料层合板的铺设角度、阻尼系数以及横向位移激励对频响曲线以及时间响应历程曲线的影响规律。研究结果对可动边界复合材料层合板的非线性动力学分析及结构设计具有重要的理论参考价值。更多还原