復(fù)合材料板架結(jié)構(gòu)純模態(tài)試驗(yàn)及有限元模型修正.pdf

1、復(fù)合材料由于其優(yōu)越的比強(qiáng)度特性、耐腐蝕特性、高阻尼、可設(shè)計(jì)性等,在現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域中,特別是新型船舶結(jié)構(gòu)、航天器結(jié)構(gòu)、航空飛機(jī)結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域,得到了越來越多的應(yīng)用。復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和常規(guī)的鋼質(zhì)材料相比,其重要的特點(diǎn)之一就是材料特性的分散性,由于制造工藝的差異,復(fù)合材料的力學(xué)性能,包括彈性模量、質(zhì)量、強(qiáng)度、阻尼等,均表現(xiàn)一定的不確定性。因此在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的有限元數(shù)值分析中,一個(gè)關(guān)鍵的問題就是保證有限元模型的準(zhǔn)確性,只有這樣,才能保證后續(xù)的有限元數(shù)

2、值分析結(jié)果的正確性。結(jié)構(gòu)有限元模型的修正,主要是依照試驗(yàn)結(jié)果,比如:結(jié)構(gòu)頻率等,對所建立的有限元模型進(jìn)行修正,修正的原理是將有限元模型的若干參數(shù)依照一定優(yōu)化準(zhǔn)則,進(jìn)行修改,這樣在修正后模型的頻率等和試驗(yàn)頻率等盡可能的接近,從而使得修正后的虛擬數(shù)值模型和實(shí)際的物理模型接近。
　　本文針對某工程實(shí)際的一個(gè)復(fù)合材料板架,分別采用隨機(jī)激勵(lì)的模態(tài)參數(shù)識別法和相位共振的純模態(tài)法,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析,給出了結(jié)構(gòu)的前若干階總體模態(tài)值,包括結(jié)構(gòu)的固

3、有頻率和振型。和通常采用模態(tài)參數(shù)識別法相比,純模態(tài)法是在固有頻率附近,通過調(diào)節(jié)激勵(lì)頻率,使得結(jié)構(gòu)按照某階固有模態(tài)方式進(jìn)行振動,從而得到所謂的純模態(tài),通過物理測量直接獲得結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù),因此這是一種更為直觀的物理識別方法。本文的試驗(yàn)表明,純模態(tài)方法可以給出較高精度的模態(tài)參數(shù)。在純模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,本文基于復(fù)合材料層合板理論,采用PATRAN/MSC軟件建立了有限元分析模型,并通過選擇板材的厚度、材料的彈性模量、材料的密度作為修正參數(shù),