多层次修正的纤维增强复合薄壳振动响应分析

采用多层次修正技术对纤维增强复合薄壳的振动响应进行了分析.首先,考虑了复合薄壳纤维方向的影响,并采用Ritz法求解获得了复合壳的振动响应.其次,利用多层次修正技术和测试获得的实验数据,对复合薄壳的几何参数和物理参数进行修正,进而获得了较为精准的理论模型.最后,以T300碳纤维/树脂基复合薄壳为例,搭建了激光旋转扫描测试系统,并获得了前6阶固有频率、模态振型和振动响应.修正后计算获得的共振响应数据与实验测试共振响应数据的误差在5. 2%～14. 3%之间,处于允许的范围内,进而验证了该分析方法的正确性.

基于多层次修正的纤维增强复合薄壳动刚度预测

采用多层次修正技术对纤维增强复合薄壳的动刚度进行分析与预测。用正弦半波信号来近似模拟脉冲激励信号,并基于Love壳体理论、能量法、哈密顿原理等方法,实现了该类型复合薄壳的动刚度求解。利用多层次修正技术和测试获得的试验数据,对理论模型中复合薄壳的长度、半径、厚度、弹性模量、泊松比及模态阻尼比等参数进行修正,进而获得了较为精准的理论模型。以T300碳纤维/树脂基复合薄壳为例,搭建了振动测试系统,通过力锤施加脉冲信号,并采用激光速度传感器测试了3个响应测点的动刚度,并与相应的预测结果进行了比较。结果表明,动刚度理论预测的误差最大不超过12.2%,处于误差允许的范围内,进而验证了所提出的动刚度预测方法的正确性。

纤维增强复合薄壳固有特性计算及验证

对悬臂纤维增强复合薄壳的固有特性进行了计算及实验验证。针对纤维增强复合薄壳的结构特点,对其进行了理论建模;通过Rayleigh-Ritz法获得了复合薄壳的固有频率和振型结果;以T300碳纤维/树脂基复合薄壳为例,通过实验测试获得了前8阶固有频率和模态振型。验证结果表明求解的纤维增强复合薄壳固有频率计算结果与实验结果的误差在2.2%~9.3%之间,且两种方法获得的振型结果也吻合,验证了所提出的计算方法的正确性。

复合圆柱形薄壳在重质流体中声辐射的建模与理论预估(Ⅰ)

建立了处于无界可压缩重质流体介质中外贴阻尼层的双层复合圆柱形薄壳声振分析的理论模型．利用模态分析法和Ｎａｖｉｅｒ方程渐近展开法，推导出了内层壳体位移向量模态幅值的理论表达式．这一表达式为今后对该类壳体声辐射的理论预估提供了重要的理论基础．

等效介电常数法研究带薄壳金属颗粒复合体系中的光学双稳

利用等效介电常数法,将带壳三组分颗粒复合体系等效成两组分颗粒复合体系,从而利用谱表示方法求解带壳层颗粒复合体系的空间局域场对外加电场的依赖.在Maxwell-Garnett近似下,研究了具有无规分布的带壳椭球颗粒非线性复合体系中的光学双稳特性.数值结果表明,光学双稳和双稳阈值强烈依赖颗粒的退极化因子.此外,我们还研究了复合体系的有效介电常数对外场的非线性依赖.

复合材料薄壳最佳缠绕状态的研究

用张量分析及微分几何对旋转曲面上的测地线微分方程及斜驶线微分方程进行了研讨。纤维缠绕除满足短程线的环向缠绕 (周向缠绕 ) ,并考虑到对纤维缠绕结构 ,提高其层间剪切强度是提高纤维缠叠层构件整体破坏强度的主要途径 ,而对纤维缠绕构件 ,采用横跨交叉编织是提高层间剪切强度的一种方法。根据这种计算的思路 ,对某叶环复合材料环壳的缠绕方式采用环形周向缠绕加环跨交叉缠绕的方法 ,优于美国采用的单纯环向缠绕方法。建议的环形周向缠绕和环跨交叉缠绕均是在满足短程线方程的前提下进行的。叶环缠绕完全可按环跨交叉缠绕及周向缠绕相结合的程序进行重叠缠绕。本文还证明了旋转柱面上的测地线方程、螺旋线方程以及斜驶线方程三者的一致性。