复合夹层梁动力响应的谱有限元解

基于复合夹层梁的基本运动方程 ,采用有限元的基本原理 ,以复合夹层梁的一维行波方程解作为形函数 ,在频域内采用谱有限元法求解复合夹层梁的动力响应 ;另外采用通用的有限元程序 ,通过修改弹性材料特性的输入 ,以考虑线性粘弹性材料的阻尼特性 ,同样进行了复合夹层梁的频响分析 .2种方法的计算结果对比表明 ,谱有限元法可以方便地考虑夹层线性粘弹性材料的频变特性 ,且所需单元少 。

复合夹层梁瞬态响应的谱有限元法

采用谱有限元法进行复合夹层梁的瞬态响应分析.该方法基于复合夹层梁的六阶运动微分方程,以其波动解作为动力位移形函数,根据标准有限元策略来构建复合夹层梁的动刚度矩阵.在频域内,夹心粘弹性材料的频率相关性采用复模量模型来模拟,进而利用快速傅立叶变换技术(FFT),得到时域内复合夹层梁的瞬态响应分析结果.最后以两端固支夹层梁为例,对其进行了矩形脉冲荷载下的动力响应分析,并与通用有限元程序NASTRAN的计算结果进行了对比,两者吻合良好.

弹性地基上复合材料夹层梁的解析分析

针对弹性地基上的复合材料夹层梁 ,从具有两个广义位移的梁理论出发 ,导出了问题的数学模型 .采用状态空间法 ,并定义了一类广义克雷洛夫函数 ,给出了问题的解析解 .为此类问题的具体分析 。

弹性地基上含格构复合材料夹层梁的能量法静力分析

基于能量法分析弹性地基上含格构复合材料夹层梁的静力学性能,采用双参数模型描述芯层和地基的力学性能;使用竖向弹簧和扭转弹簧描述格构的力学性能。取边界函数与Chebyshev多项式的积作为上下面层的挠度试函数,既能保证试函数满足结构的几何边界条件,又能保证解的快速收敛性和数值计算的鲁棒性,计算结果与有限元分析相吻合。对影响结构挠度的上面层厚度、芯层厚度、格构宽度和格构数量进行了参数化分析,结果表明:面层厚度、格构宽度和数量是影响结构力学性能的重要参数,而芯层厚度的影响相对较小。在实际工程设计中,可通过合理选择夹层梁的面层厚度、格构宽度和数量达到既节约成本又满足力学性能要求的双重目的。

泡桐木夹层梁的弯曲疲劳试验

对采用真空导入工艺的泡桐木夹层梁进行4点弯曲疲劳试验,研究发现泡桐木夹层梁的破坏形式主要有界面的脱黏、芯材的剪切破坏、面板分层等。试验过程中采集试件的S-N曲线,采用3种寿命预测公式对其进行线性拟合,得到该泡桐木夹层梁的寿命预测公式。基于S-N曲线在实际工程中的应用,引入失效率的概念,采用双参数的Weibull函数分布,对不同应力等级下的失效率进行研究,从而得到泡桐木夹层梁P-S-N曲线。

内置光纤布拉格光栅传感器复合材料夹层梁冲击试验研究

为监测复合材料内部损伤,在夹层梁泡桐木芯材长度方向上下开槽,并在槽中预埋光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)传感器,芯材上下面板铺设纤维布,采用真空导入工艺使复合材料一体成型,制备了内置FBG传感器的泡桐木复合材料夹层梁。对夹层梁开展了静力四点反复弯曲试验,对比分析内置FBG传感器与外贴电阻应变片的数据,发现FBG传感器可以反映出夹层梁整体受弯时的工作状态;随后对夹层梁进行低速冲击性能试验,结果表明FBG传感器可有效对夹层梁内部应变变化进行监测,但受限于采集设备采样频率偏低,不能完整反映冲击的细节;冲击试验过后,继续对夹层梁进行剩余弯曲承载能力试验,未受损的FBG传感器可以较好地反映夹层梁受损后的工作状态。