悬臂纤维金属复合薄板固有特性分析及验证

通过理论与实践相结合的方式,对悬臂边界下纤维金属复合薄板固有特性进行了分析与验证.针对所研究复合薄板的结构特点,基于复合材料力学和经典层合板理论进行建模,利用正交多项式法求解其固有特性并提出计算流程,搭建相应试验系统,以TA2/TC500纤维金属复合薄板为研究对象进行测试.结果表明,提出的计算方法所获得固有频率的结果与试验测试结果间的误差在1.2%~4.7%之间,对应模态振型的变化规律也完全一致,验证了所提方法的正确性.     

纤维增强悬臂复合薄板固有特性分析与验证

采用理论与实际相结合的方式,对悬臂状态下纤维增强复合薄板的固有特性进行了分析与验证.首先,基于双向梁函数法,推导了具任意纤维角度下该类型复合薄板的最大动能和应变能,明确了利用该方法获取固有频率和模态振型的原理.然后,编写了Matlab计算程序,并给出了分析纤维增强悬臂薄板固有特性的具体流程.最后,搭建了固有特性测试系统,并以TC500碳纤维/树脂复合薄板为研究对象,进行了实际测试.验证结果表明,基于双向梁函数法的纤维增强复合薄板固有频率计算结果与实验结果的误差在3.7%~9.7%,且前5阶振型结果也与测试振型结果一致,进而验证了所提出的理论分析方法的正确性.     

“纤维薄板增强混凝土构件的研究”通过成果鉴定

20 0 4年3月5日,广东省重点攻关项目“纤维薄板增强混凝土构件的研究”在华南理工大学通过了由广东省科技厅组织、广东省教育厅主持的成果鉴定。该项目具有以下特点:(1)研究开发的碳纤维薄板、芳纶纤维薄板和高强玻璃纤维薄板的编制技术为国内外首创。开发的纤维薄板材料的性能价格比优越,具有单层结构,最大程度地减少了界面对构件强度的影响,同时可按照各种结构的强度、尺寸的要求编制成不同规格的单层纤维薄板;纤维薄板的柔软性好,容易粘贴,施工性好。(2 )对纤维薄板增强混凝土构件的力学性能进行了系统的研究,基于理论分析、有限元数值计…     

不重叠多分层纤维增强复合梁固有频率分析及验证

首先，针对复合梁各向异性的特点，利用子结构分析法分段表达各子梁的振型函数，明确复合梁固有频率的求解原理;然后，基于Matlab编写计算程序，提出不重叠多分层复合梁固有频率的分析流程;最后，以TC500碳纤维/树脂基复合梁为研究对象，搭建了复合梁固有频率测试系统，测试获得其未分层、单分层和不重叠多分层损伤下的固有频率.研究发现，随着分层数量增加，固有频率逐渐下降，且随着模态阶次升高，对固有频率的影响愈发明显;同时，试验与计算结果的误差在1.06%~5.49%之间，验证了所提出计算方法的正确性.     

纤维增强复合材料补强悬臂板的弯曲和振动

基于Reissner-Mindlin一阶剪切变形板理论，讨论了钢筋混凝土悬臂板在纤维增强复合材料补强情况下的弯曲及自由振动问题．采用Rayleigh-Ritz法导出了弯曲分析中的挠度和弯矩以及振动中的自振频率．数值计算结果表明，混凝土悬臂板补强后挠度减小，自振频率增大．     

钢纤维混凝土薄板中弹性模量增强系数的边界效应

讨论了钢纤维混凝土薄板中弹性模量增强系数的边界效应.应用几何概率方法给出了弹性模量增强系数的积分公式，并用高斯积分法获得了相应的数值解.最后给出了一些计算结果.     

圆薄板在复合载荷作用下的非线性振动问题

采用摄动变分法，取圆薄板的中心最大振幅为摄动参数，对在复合载荷作用下的圆薄板的非线性振动问题进行了研究，一次近似得到了圆薄板的线性固有频率，二次近似得到了静变形状态下的非线性固有频率．     

纤维网片复合方式对纤维增强水泥基材料性能的影响

在分析渍浆纤维混凝土(SIFCON)和渍浆网片混凝土(SIMCON)各自优缺点的基础上，研究了不同性质乱向短纤维和定向纤维网片复合及不同性质网片组合方式对纤维增强混凝土性能的影响．实验结果表明：各种纤维体积分数下定向网片与乱向短纤维复合增强混凝土各项性能明显优于单用乱向短钢纤维增强混凝土；当纤维总体积分数为8％时，由2层细孔编织钢丝网和3层细孔玻纤网组合网片型式B(网片体积分数为0．7％)与乱向短纤维(体积分数为7．3％)复合增强混凝土，其抗弯强度、抗剪强度、弯曲韧性(I5)比短切钢纤维增强混凝土(SIFCON)分别提高了45％，25％和46％，从而揭示了高弹模与低弹模纤维复合、乱向纤维与定向纤维网复合，优化纤维分布和取向，使其在材料层次和结构层次协同作用的优势得以发挥，并以较低的成本和较方便的施工工艺制备了高性能纤维增强水泥基复合材料。     

求解悬臂半圆形薄板的挠曲面方程

对于悬臂半圆形弹性薄板的弯曲问题 ,由于边界条件复杂 ,给求解带来一定的困难 .本文应用功的互等定理 ,给出了求解此板挠曲面方程的简便、通用的方法     

硬涂层悬臂层合板固有特性的解析分析

基于Ritz理论,研究了解析求解硬涂层悬臂层合板固有特性的方法.用中性面的位移表征硬涂层悬臂层合板的应变能和动能,然后推导出硬涂层悬臂层合板自由振动的运动方程,并给出求解该复合结构固有频率、模态振型、模态损耗因子的方法.以涂覆NiCoCrAlY+YSZ硬涂层的T300/QY89l1型层合板为对象进行了实例研究,分别采用本文方法和ANSYS软件求解该复合结构的固有特性,通过结果比对证明了本文方法的合理性.实践表明,将硬涂层视为复合结构一个特殊的层和采用量纲反变换,可有效获得具有工程意义的硬涂层层合板固有特性参数.     

正交铺设复合材料矩形悬臂板弯曲解析研究

应用各向异性板结构横向弯曲一般解析解 ,对承受均布载荷的正交铺设纤维增强复合材料矩形悬臂板进行弯曲分析。讨论了各向异性对板挠度的影响。分别选取强各向异性材料、弱各向异性材料进行计算分析 ,结果表明纤维方向垂直于悬臂板固定边的层合悬臂板刚度挠度最小。     

悬臂Rayleigh梁横向振动固有频率

在Euler-Bernoulli梁基础上考虑转动惯量,研究悬臂梁的横向振动问题.采用广泛适用的积分方程方法求解该问题,求出悬臂梁自由振动特征方程的近似解,获得悬臂梁振动固有频率的数值解答.积分方程方法与应力函数法、瑞兹法所得数值结果进行对比,表明了该方法的有效性.     

复合材料层合悬臂板的非线性动力学研究

 以飞机机翼的颤振为实际工程背景,考虑高阶横向剪切效应、几何大变形和横向阻尼的影响,基于Reddy的高阶剪切变形理论和von Karman的大变形理论,利用Hamilton原理对纤维增强复合材料层合悬臂板的非线性动力学问题进行了研究。建立了复合材料悬臂板在面内激励和横向外激励联合作用下悬臂板广义位移形式的偏微分运动控制方程。利用Galerkin方法,选取二阶模态对复合材料层合悬臂板偏微分形式运动控制方程进行二阶模态截断,得到了具有三次非线性项、参数激励项和横向激励项的常微分形式二自由度非线性动力学方程。在考虑主参数共振和1:2内共振的情况下,用多尺度法获得了复合材料层合悬臂板四维直角坐标形式的平均方程。在平均方程的基础上,利用数值方法分析面内激励和横向激励幅值对系统非线性动力学特性的影响,得到了1:2内共振时复合材料层合悬臂板动力学方程的平面相图、波形图、三维相图和频谱图。结果表明,随着外激励的变化,系统会出现单倍周期运动、多倍周期运动、概周期运动和混沌运动。     

薄板自由振动的边界元法解析

从薄板自由振动的微分方程式出发，依据弹性薄板理论和振动理论，运用边界元法(BEM)研究了薄板横向自由振动的动态特性。计算中采用薄板横向振动问题的基本解，推导了均匀、各向同性薄板的边界特性方程，应用频率扫描的方法求解其固有频率。算例表明采用本文的方法计算简便，具有足够的解析精度。     

加筋薄板结构振动与声辐射特性研究

提出加筋薄板振动声辐射特性的单元划分 组合研究方法 ,以四边简支的单向对称加筋矩形薄板为研究对象 ,通过将薄板沿加强筋划分为两个简单单元 ,运用反力法将加强筋的作用等效在薄板上 ,利用单元的连续性条件 ,研究了加筋板的振动与声辐射特性 ,并用MATLAB语言进行了数值计算     

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.