复合材料层合板非线性热振动分析(副本).pdfVIP

维普资讯 第 3卷第 1期 动 力 学 -9控 制 学报 V01．3No．1 2005年3月 JOURNALOFDYNAMICSAND ODNTROL Mar． 20o5 复合材料层合板非线性热振动分析米 刘 芹 任建亭 姜节胜 郭运强 陈换过 (ffJL32~大学力学与土木建筑学院，西安 710072) ● 摘要 采用有限元方法研究复合材料层合板结构在线性温度场作用下非线性热振动特性．采用特征值屈曲 分析方法，判断了结构在线性温度场作用下的临界屈曲分歧点，计算了结构的一阶弯曲固有频率，分析了铺 层角度及铺层层数对结构临界屈曲温度分布和结构固有频率的影响，总结了其对复合材料层合板结构热振 动特性影响的一般规律．这些结论对复合材料结构设计、抗热设计有一定的指导意义． 关键词 复合材料层合板，热振动，热屈曲，几何非线性 系[9]为 (见图 1)： 引言 Z 『 薄板结构特别是复合材料层合板结构在航空 航天、石油化工、机械等方面有着广泛的应用．工程 实际中大量的复合材料层合板经常受到热载荷 的 影响，直接影响结构的动力特性．当热载逐渐增大， 到达 (或超过)某临界值时，结构会发生屈曲．计算 结构的热振动特性 ，应判断结构 的热屈曲临界载 荷 ，超出临界载荷 ，结构进入后屈曲阶段 ． 文献[1～4]研究了材料性质不随温度变化 的 复合材料层合板 的热屈曲问题 ．文献 [5]给出了当 3u O2w 材料性质与温度有关时复合材料层合板热屈曲问 — +() 1 题非线性有限元分析方法．ChenLw 等_6J贝0基于 2z0 3 3 l2r、a av_— + Mindlin理论研究了温湿环境下复合材料层合板的 z a aw) }(1) 自由振动和强迫振动 ，但文中未考虑几何非线性的 3u 影响．文献[7，8]给出了非线性高阶层合理论和非 十 3v蔫+ j 线性热振动分析有限元算法及实验验证，但未涉及 而该应变为 弹性应 变和热应变之和 ，即 热屈 曲的判定．本文基于 Mindlin—Reissner板壳理 ￡：￡E+￡丁 (2) 论的有限元法，考虑材料性质随温度变化的影响， 单层薄板单元的弯曲应变能为 应用ANSYS的APDL宏语言实现了对复合材料 层合板结构的屈曲临界和振动特性的研究．总结了 u：丢r