樹脂基復合材料板簧結構阻尼性能研究.pdf

1、由于具有比剛度比強度高等優(yōu)異的力學性能,纖維增強樹脂基復合材料結構在航空航天、海洋工程及汽車等各種民用領域具有廣泛而重要的應用。而樹脂基體的高阻尼特性和復合材料本身的各向異性使得這種先進復合材料同時展現出優(yōu)良的阻尼特性,比普通金屬高1～2個數量級。近年來,對于復合材料結構阻尼的設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合材料結構阻尼性能日益增長的工程需求,采用懸臂梁法和有限元設計相結合的方法對復合材料板簧結構阻尼性能進行了系

2、統的試驗研究和理論分析。
　　 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)氧共九組復合材料單向板與復合材料板簧結構試件,進行了各項力學性能試驗與振動阻尼性能試驗。對復合材料單向板及其板簧結構阻尼特征進行了試驗研究,并根據半功率帶寬-Matlab法,對實時設備顯示圖數據作進一步分析處理,獲得準確的半功率帶寬值,再通過理論公式計算最終獲得復合材料單向板及其板簧結構阻尼性能(損耗因子)。在有限元分析過程中,

3、根據有限元模態(tài)應變能量法和復合材料結構力學理論,建立了復合材料板簧結構阻尼分析的極限狀態(tài)方程。在試驗基礎上,編制了基于ANSYS軟件的有限元設計分析軟件,實現了復合材料板簧結構阻尼性能的有限元分析與設計。并將理論結果與試驗結果進行對比分析,兩者吻合較好。
　　 在有限元分析的基礎上,進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)對于復合材料結構阻尼性能的影響。并通過理論分析獲得其最優(yōu)鋪層。本文試驗和理論分析結果對于力學