薄板結(jié)構(gòu)的振動功率流特性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，對飛機，艦艇，船舶等結(jié)構(gòu)的強度、自重以及振動與噪聲等方面提出了較高要求，復(fù)合材料由于具有高的比強度、比剛度和抗疲勞性、可設(shè)計性等優(yōu)良性能，這就使層合板結(jié)構(gòu)等復(fù)合材料構(gòu)件得到了廣泛的應(yīng)用。在工程應(yīng)用中，層合板結(jié)構(gòu)等薄板結(jié)構(gòu)必然會因受到激勵而產(chǎn)生振動，層合板結(jié)構(gòu)的振動易導(dǎo)致整個航空結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷。振動功率流是一個理想的反映結(jié)構(gòu)振動能量在結(jié)構(gòu)中傳遞的物理量，因此研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的振動功率流特性，對航空航天領(lǐng)域等結(jié)構(gòu)的減振

2、降噪與損傷探測具有重要的指導(dǎo)意義。本文主要對復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)等薄板結(jié)構(gòu)的振動功率流特性進行了理論研究。
　　首先，對薄板結(jié)構(gòu)的振動功率流的數(shù)值解進行了理論計算。在基本假設(shè)的基礎(chǔ)之上，建立了薄板結(jié)構(gòu)的有限元模型。引入了振動功率流的概念并加以重點闡述，求解了矩形單元的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，并以板殼單元為例，推導(dǎo)了該種單元的結(jié)構(gòu)聲強，對結(jié)構(gòu)聲強在板厚方向進行積分，進而得出薄板結(jié)構(gòu)的振動功率流。在計算得到功率流的數(shù)值解后，繪制出了前幾階頻

3、率下的功率流的矢量場分布圖。對振動能量在薄板結(jié)構(gòu)表面的分布以及傳播實現(xiàn)了可視化，并對比分析了四邊簡支和四邊固支邊界條件下的功率流矢量場分布圖。
　　其次，以復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)為研究對象，基于一階剪切理論建立了不同于單層薄板結(jié)構(gòu)的有限元模型。詳細介紹了利用振型疊加法來計算層合板結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)的過程，推導(dǎo)了位移與內(nèi)力等與功率流相關(guān)量的計算公式。
　　最后，對受迫振動下的復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)的振動功率流特性進行了研究。利用MATLA