多脱层复合材料层合板的固有频率计算

为了分析脱层界面的接触对含脱层复合材料层合板的影响,采用考虑了脱层界面接触效应的四分区精确模型,对含单一贯穿脱层层合板的自由振动进行研究,通过对精确模型的结果进行分析,采用基于刚度等效的等代化模型,将脱层区等效成一个尺寸相同、铺设方式相同,但刚度折减的无脱层完善子板。然后进行算例分析,对等代化模型、精确模型和有限元模型给出的固有频率进行比较,证明了等代化模型的正确性。在此基础上,运用等代化理论和有限元模型对含多个贯穿宽度方向脱层的复合材料层合板的自由振动问题进行研究,通过参数分析发现:对于含有多个水平脱层的层合板,脱层总长度越大,层合板的固有频率越小;对于含有多个竖直向脱层复合材料层合板,脱层沿厚度均匀分布层合板的固有频率最小;一般来说,脱层数目越多,层合板的固有频率越小,但层合板的固有频率同时受脱层间相对深度的影响。研究结果表明,基于等代化理论给出的多脱层层合板的固有频率与ABAQUS有限元解非常吻合,证明了等代化理论的合理性,可为工程领域正确评估含损伤层合结构的剩余承载能力提供技术参考。