樹脂基復(fù)合材料板簧結(jié)構(gòu)阻尼性能研究.pdf

1、由于具有比剛度比強(qiáng)度高等優(yōu)異的力學(xué)性能,纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在航空航天、海洋工程及汽車等各種民用領(lǐng)域具有廣泛而重要的應(yīng)用。而樹脂基體的高阻尼特性和復(fù)合材料本身的各向異性使得這種先進(jìn)復(fù)合材料同時展現(xiàn)出優(yōu)良的阻尼特性,比普通金屬高1～2個數(shù)量級。近年來,對于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)阻尼的設(shè)計與研究已逐漸引起人們的重視。本研究即針對目前對于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)阻尼性能日益增長的工程需求,采用懸臂梁法和有限元設(shè)計相結(jié)合的方法對復(fù)合材料板簧結(jié)構(gòu)阻尼性能進(jìn)行了系

2、統(tǒng)的試驗(yàn)研究和理論分析。
　　 制備了不同鋪層角度的玻璃纖維/環(huán)氧、玻璃纖維/增韌環(huán)氧和碳纖維/增韌環(huán)氧共九組復(fù)合材料單向板與復(fù)合材料板簧結(jié)構(gòu)試件,進(jìn)行了各項(xiàng)力學(xué)性能試驗(yàn)與振動阻尼性能試驗(yàn)。對復(fù)合材料單向板及其板簧結(jié)構(gòu)阻尼特征進(jìn)行了試驗(yàn)研究,并根據(jù)半功率帶寬-Matlab法,對實(shí)時設(shè)備顯示圖數(shù)據(jù)作進(jìn)一步分析處理,獲得準(zhǔn)確的半功率帶寬值,再通過理論公式計算最終獲得復(fù)合材料單向板及其板簧結(jié)構(gòu)阻尼性能(損耗因子)。在有限元分析過程中,

3、根據(jù)有限元模態(tài)應(yīng)變能量法和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)力學(xué)理論,建立了復(fù)合材料板簧結(jié)構(gòu)阻尼分析的極限狀態(tài)方程。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上,編制了基于ANSYS軟件的有限元設(shè)計分析軟件,實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料板簧結(jié)構(gòu)阻尼性能的有限元分析與設(shè)計。并將理論結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比分析,兩者吻合較好。
　　 在有限元分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析了不同鋪層和不同材料組成(包括不同纖維和基體)對于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)阻尼性能的影響。并通過理論分析獲得其最優(yōu)鋪層。本文試驗(yàn)和理論分析結(jié)果對于力學(xué)