復(fù)合材料雙穩(wěn)態(tài)層合結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)與阻尼性能分析.pdf

1、多穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)具有多個(gè)穩(wěn)定構(gòu)型，通過不同構(gòu)型間的轉(zhuǎn)換可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)變體，從而成為變體結(jié)構(gòu)重要的可選構(gòu)型。變體結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)間的轉(zhuǎn)換是一個(gè)短時(shí)動(dòng)態(tài)過程，因此，變體結(jié)構(gòu)形狀控制需要準(zhǔn)確了解結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)條件以及含穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律。本文首先針對(duì)非對(duì)稱復(fù)合材料層合板通過高溫固化過程形成的雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，研究建立能夠準(zhǔn)確分析結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)間動(dòng)力轉(zhuǎn)換以及動(dòng)力響應(yīng)的解析模型，并利用該模型穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)條件以及含穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律?？紤]到多穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的構(gòu)型跳轉(zhuǎn)引起大的變

2、形，能夠在一個(gè)外部激勵(lì)荷載作用周期內(nèi)吸收更多的能量，本文分析了非對(duì)稱層合板雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)阻尼性能的影響，定量分析了動(dòng)力跳轉(zhuǎn)的能量損耗過程，研究了雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的阻尼性能，為復(fù)合材料雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)用于設(shè)計(jì)高性能阻尼器打下基礎(chǔ)。具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下。
　　(1)高精度動(dòng)力跳轉(zhuǎn)解析模型的建立。針對(duì)非對(duì)稱復(fù)合材料層合板高溫固化成型形成的雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，研究建立了基于高階多項(xiàng)式的穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)分析的近似解析模型?；诟唠A多項(xiàng)式表示的層合板近似位

3、移函數(shù)，基于哈密頓原理與瑞利里茲法的結(jié)合，建立了以多項(xiàng)式系數(shù)為未知數(shù)的復(fù)合材料雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)間動(dòng)力跳轉(zhuǎn)的控制方程，并給出了方程的解析求解方法。利用該模型，對(duì)典型的非對(duì)稱復(fù)合材料層合板雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)以及動(dòng)力響應(yīng)分析，并進(jìn)一步分析了雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)振動(dòng)過程中的能量損耗。通過與有限元分析結(jié)果的對(duì)比，驗(yàn)證了所建立動(dòng)力解析模型的準(zhǔn)確性。
　　(2)復(fù)合材料雙穩(wěn)態(tài)層合板結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律。穩(wěn)態(tài)間的跳轉(zhuǎn)過程為一個(gè)短時(shí)非線性動(dòng)力過程，動(dòng)力行為復(fù)

4、雜，能夠準(zhǔn)確分析穩(wěn)態(tài)間動(dòng)力跳轉(zhuǎn)過程有著重要的意義。在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩種情況下，采用建立的解析模型研究結(jié)構(gòu)不同參數(shù)作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律。分析表明:結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)跳轉(zhuǎn)要求外界激勵(lì)必須達(dá)到臨界載荷值，激勵(lì)的幅值和頻率對(duì)跳轉(zhuǎn)臨界載荷的影響存在著耦合作用，從而層合板雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)成型時(shí)的固化溫差影響穩(wěn)態(tài)構(gòu)型，從而對(duì)結(jié)構(gòu)的臨界跳轉(zhuǎn)值載荷有影響。
　　(3)復(fù)合材料雙穩(wěn)態(tài)層合板結(jié)構(gòu)阻尼性質(zhì)分析?；谒岢龅慕馕瞿Ｐ停紤]結(jié)構(gòu)阻尼，建立有阻尼的結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析