2．5维C／SiC复合材料板弹性参数识别方法研究.pdfVIP

振　动　与　冲　击 第３３卷第８期 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩＢＲＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．８ ２０１４　  ２．５ 维 Ｃ／ＳｉＣ复合材料板弹性参数识别方法研究 １，２ １，２ １，２ １，２ 陆　韬 ，姜　东 ，吴邵庆 ，费庆国 （１．东南大学 工程力学系，南京　２１００９６；２．江苏省工程力学分析重点实验室，南京　２１００９６） 　　摘　要：以大型商业有限元软件ＮＡＳＴＲＡＮ为计算平台，提出了基于模态试验结果的２．５ 维Ｃ／ＳｉＣ复合材料板弹 性参数识别方法。基于复合材料板的模态试验结果，采用模型修正的思想构造优化问题，其中目标函数定义为实测模态 频率与计算频率之差的平方和，将以刚度平均法获得的复合材料弹性参数的理论预测值作为优化问题的初值，充分利用 了材料参数的先验信息，然后对材料参数进行灵敏度分析，通过迭代求解识别出复合材料板的弹性参数。识别后，Ｃ／ＳｉＣ 复合材料板第１ －４ 阶模态频率的复现精度明显提高，并能保证第５ －８ 阶模态频率的预示精度。研究结果表明，方法能 准确识别２．５ 维编织Ｃ／ＳｉＣ复合材料的弹性参数，并为复合材料等效建模以及进一步动态特性研究提供参考。 关键词：Ｃ／ＳｉＣ复合材料；弹性参数识别；刚度平均法；模型修正 中图分类号：ＴＢ３３２　　　文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．１３４６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｖｓ．２０１４．０８．００８ Ｅｌａｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆａ２．５Ｄ Ｃ／ＳｉＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｌａｔｅ １，２ １，２ １，２ １，２ ＬＵＴａｏ ，ＪＩＡＮＧＤｏｎｇ ，ＷＵＳｈａｏｑｉｎｇ ，ＦＥＩＱｉｎｇｇｕｏ （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｊｉａｎｇｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＮＡＳＴＲＡＮ，ａ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｅｌａｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆａ２．５Ｄ Ｃ／ＳｉＣ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｌａｔｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｏｄａｌ ｔｅｓｔ ｄａｔａｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ ｈｅｒｅ．Ａｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｗａｓ ｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ ｗｉｔｈｔｈｅ ｍｏｄｅｌｕｐｄａｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｉｔｓｏｂｊｅｃｔｉｖｅｆｕｎｃｔｉｏｎｗａｓｄｅｆｉｎｅｄａｓｔｈｅ ｓｕｍｏｆｓｑｕａｒｅｓｏｆｔｈｅ ｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｉｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｍｅａｓｕｒｅｄ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｍｏｄａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ，ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌｖａｌｕｅｓｏｆｔｈｅ ｅｌａｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ａｖｅｒａｇｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｍａｋｉｎｇ ｆｕｌｌ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｉｏｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｅｌａｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｌａｔｅ ｗｅｒｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｉｔｅｒａｔ