考虑粘结刚度时夹层板的振动频率

对简支边界条件下以正交铺设层板为面板的复合材料夹层板的横向振动进行了求解，在求解中包括了面板的耦合刚度和面板与夹芯间的粘结刚度．计算结果表明，当粘结刚度超过某一值时，可以认为面板与夹芯粘结完好，但当小于这个值时，粘结刚度对自振频率会产生很大的影响，影响程度与面板铺层、夹芯性质、板的长宽比及振动模态有关．作为一个特例，对正交铺设层板中间一个层间界面存在滑移时其振动频率的变化进行了讨论．     

四边简支矩形多层夹芯层板的弯曲、稳定和振动

者在文献中,已建立了具有n层板层,n-1层芯层的多层夹芯层板的分析理论,可用于分析板层和芯层均为正交各向异性,各层厚度不等,各芯层具有不同剪切角变形的问题。本文应用这一理论求解四边简支矩形多层夹芯层板的弯曲、稳定和振动。由于控制方程组的复杂性,仅以双层夹芯层板为例求解。根据多层夹芯层板控制方程组的特性,在此基础上,容易推广到更多夹芯层板的情况,应用计算机求解也是方便的。本文最后作了数值算例供参考。     

以复合材料层合板为面板的夹层板皱屈计算

为分析复合材料夹层板面板的皱屈特性,本文首先讨论了弹性基础上反对称正交铺设层合板的稳定性计算。然后通过假定夹芯的位移模式,使夹芯的变形能与一等效弹簧系统变形能相等,求得夹芯的等效基础系数。最后,提出了一个对称皱屈载荷的计算公式。     

用有限元方法求解复合材料夹层板的动态特性

引言由复合材料迭层板作为面板而制成的夹层结构,当分析其动态问题时,因为夹芯的剪切模量较面板的剪切模量小,而必须考虑夹芯沿厚度方向的剪切变形外,面板的横向剪切效应也不能忽略,这就需要考虑夹层结构的耦合效应。一般来说,夹芯是用较软的粘弹性材料制成,具有较高的阻尼值,因而,夹芯对结构减振效果的影响,已为越来越多的人们所关注。     

岩棉夹芯屋面板对屋盖结构风振效应的影响

为了探究常用岩棉夹芯复合屋面板的有限刚度和阻尼性能对大跨度结构风振效应的影响机理,基于已有材性试验数据开展该类屋面板的有限元分析.利用模态应变能法进行分析发现,典型檩距屋面板各阶模态均呈现出高阻尼特征并显著降低脉动风幅值.屋面板的有限刚度则会放大风压脉动分量并将能量集中到屋面板的基频附近.屋面板性能对屋盖主体结构风振效应的影响同屋面板与主体结构间的振动协调性、屋面板有限刚度对脉动风压的放大效应以及岩棉夹芯层的阻尼3方面因素密切相关.对于基频较低(2.23Hz)或中等(5.0 Hz)的主体结构,无屋面板风振计算模型会高估风振效应;当基频较高(7.5Hz)时,该影响较小且可以忽略.     

含面\芯开裂损伤复合材料夹层板的自由振动

基于Zig Zag变形假定和Mindlin一阶剪切理论,提出了具有面板和芯体开裂损伤复合材料夹层板自由振动的有限元分析方法。为了更好地反映夹层板截面变形的齿形特征,分别对上、下面板和芯体建立了3个独立坐标系,并定义三部分的转角为独立变量;同时又针对面\芯开裂特征,将整个结构视为上、下子板和基板三部分。根据开裂前缘位移连续条件,建立了复合材料夹层板面\芯开裂损伤分析模型。在此变形假定和损伤模型基础上,推导了含损伤复合材料夹层板各部分的刚度阵和质量阵列式,并采用子空间迭代法求解了夹层板的固有频率。通过参数讨论得出:大面积的开裂损伤会使结构频率急剧降低;面积相同而形状不同的开裂损伤对夹层板的各阶固有频率的影响不同;适当的面板铺设方式将会提高结构的固有频率;提高面板的厚度可大幅度提高夹层板的各阶固有频率。     

反对称角铺设夹层板的稳定与振动

用解析法求解简支边界条件下以角铺设层合板为面板的反对称铺设复合材料夹层板的弹性屈曲和横向振动问题,导出了对应于Hoff型夹层板理论的临界载荷和固有频率的计算式。     

夹芯梁结构分析的Fourier级数求解

夹芯梁具有重量轻，强度、刚度和稳定性好的优点．在现代复合材料结构中应用广泛．常用的夹芯结构分析理论有Ｒｅｉｓｓｎｅｒ理论和Ｈｏｆｆ理论．前者把表板视为薄膜求解．后者计及了表板自身弯曲刚度的影响，即把表板视为弹性薄板求解．Ｆｏｕｒｉｅｒ级数在匀质材料杆、板、壳经典理论中有重要应用．本文在此基础上．导出了Ｒｅｉｓｓｎｅｒ理论和Ｈｏｆｆ理论下的Ｆｏｕｒｉｅｒ级数求解通用方程。具有应用方便，能适用多种边界和复杂载荷作用夹芯梁分析的特点。     

带有软夹芯的夹芯板受外来硬物撞击的动响应分析

给出了基于Ｍｉｎｄｌｉｎ板理论并考虑到夹芯板上下纤维增强层板在撞击进变形不同的用于撞击动响应计算的分析模型。撞击力的计算采用双质量－弹簧方法。基于上述模型编制了有限元计算程序，并用此程序对Ｎｏｍｅｘ蜂窝为夹芯，碳／环氧层板为面板的夹芯板进行了撞击响应计算。计算结果与实验结果吻合的很好。     

基于桩土相互作用的管桩桩顶扭转复刚度研究

在轴对称的条件下,考虑管桩土相互作用,运用分离变量法求解土层扭转振动,借助土层和管桩桩端边界条件以及三角函数正交性求解管桩扭转振动问题,并通过数值算例讨论相关参数对管桩—土耦合扭转振动的影响.研究表明,管桩—土系统的耦合扭转振动存在共振现象,管桩内外半径比、桩和桩周土模量比对管桩桩顶扭转复刚度影响很大,桩芯土与桩周土模量比和桩芯土与桩周土密度比在低频时对管桩桩顶扭转复刚度几乎无影响,高频时有影响.     

聚氨酯夹芯屋面板的风致动力性能分析

聚氨酯夹芯屋面板广泛应用于大跨度结构的屋盖系统中,其有限刚度及聚氨酯芯层的阻尼性能会对屋面风压传递过程的脉动特性造成影响.试验测定了屋面板常用聚氨酯泡沫夹芯材料的基本力学参数和反映材料阻尼特性的损耗因子.以一典型檩距的四角点简支矩形屋面板为算例,采用模态应变能法对该屋面板的结构损耗因子进行了计算.进一步对该屋面板模型施加人工模拟的风压时程,并与无阻尼刚性板和低阻尼柔性板模型的反力时程及其功率谱进行对比,考察了屋面板刚度和阻尼性能对风压脉动特性的影响程度.结果表明:屋面板的实际有限刚度对风压的脉动分量有放大作用,且改变了脉动风压的频谱特性,而聚氨酯夹芯的阻尼性能却能有效降低脉动风压的放大幅值.     

彩钢岩棉夹芯屋面板、墙面板节点性能研究

为了掌握彩钢岩棉夹芯屋面板、墙面板与檩条的螺钉连接节点抗拉破坏机理,采用理论分析、试验验证及有限元模拟相结合的方法研究了不同钢板厚度及芯材厚度时节点破坏情况.分析结果表明:屋面板节点连接破坏是由于钢板局部屈曲引起的,墙面板则是钢板被冲剪破坏造成的,同时,结合对有限元模拟结果的回归,提出了节点承载力设计公式,可为以后节点设计提供参考.增加岩棉刚度及其与侧向钢板的粘结,或增加钢板厚度对提高屋面板节点极限承载力起着重要作用.     

装配式发泡混凝土复合夹芯墙板受弯性能试验研究

通过5块装配式发泡混凝土复合夹芯墙板的受弯试验,研究板内配筋、内外页板厚、夹芯层厚、板端保护层构造对夹芯墙板试件开裂荷载、极限荷载及破坏模式的影响。研究结果表明：复合夹芯墙板试件受平面外荷载作用下均表现为受弯破坏;随着板内受力筋直径增大,墙板的受弯承载力和延性显著增强;同样板厚下,增大夹芯层厚度,有助于提升板的延性,但会降低其受弯承载力;板端夹芯层保护层构造可减弱板的层间滑移,提升其组合程度和耐久性。     

简支矩形多层板振动的三维分析

给了了一种分析简支矩形多层板的三维振动的方法,这种方法利用板的任意层振动方程的通解和转移矩阵方法来求解简支矩形多层板的振动,文中通过一个二层板算例叙述用该方法分析多层板振动的步骤,计算了该板的本征频率,并和薄板理论,有限元方法的计算结果进行了比较。     

对称角交迭层板单轴拉伸时层间应力的解析解

本文通过直接求解弹性力学基本方程,得到了[±θ]_s迭层条板在单轴拉伸时面力应力和层间应力的解析解。由这些应力表达式,可方便地分析层板物理参数和几何参数对层问应力的影响,能定量地确定层间应力的作用宽度,对于自由边界上是否存在应力奇异性得出了明确的结论。应力封闭解形式既能迅速有效地得到数值结果,又可成为用实验方法定量测定层间应力的理论依据。本文还讨论了铺迭次序对应力的影响,计算了典型层板应力沿板宽和板厚的分布。     

层合效应与疲劳寿命

通过对T300／QY8911碳纤维／双马复合材料三类多向层压板共5种铺层方式板条的试验研究和理论分析,揭示出不同铺设相邻单向层之间良好的粘合是确保多向层板具有高抗疲劳特性的基础,但自由边区域高的层间应力将引起分层发生与扩展,它将严重降低层板的疲劳寿命。当主要受力方向确定时,层间应力的大小与铺设顺序有密切关系,合理设计铺设顺序是降低层间应力十分有效的措施。     

碳-芳纶二维编织复合材料层板的抗低速冲击性能

为评价不同混杂结构复合材料冲击阻抗的混杂效应,通过引入芳纶纤维增强体制备了层间混杂(IE)、夹芯混杂(SA)、非对称混杂(US)和层内混杂(IA)的碳-芳纶二维编织复合材料,并通过落锤冲击实验研究了混杂结构对其冲击载荷、冲击吸收能量、损伤形貌等性能的影响.实验结果表明:层内混杂(IA)试样具有最高的峰值载荷(4.28 k N),比非混杂结构层板高37.2%;其他混杂结构试样中,峰值载荷均低于非混杂结构层板,层板IE的韧性指数DI值比层板SA的高31.5%,说明层间混杂结构表现出比夹芯混杂结构优良的冲击韧性;但IA的弹性应变能(5.964 J)最大,其他试样弹性应变能(几乎为0)远小于试样IA,表明试样IA在冲击过程中产生了较大的弹性变形,表现出优良的韧性性能.通过超声扫描成像系统观察并评价层板内部冲击损伤及失效机理可知:碳纤维层板产生了较严重的内部损伤,试样SA和试样US侧面产生了分层现象;试样IE的C扫描图像显示试样产生了程度较轻的内部损伤,但和试样IA相比,其蓝色区域分布范围较大;IA试样冲击内部损伤面积较小,说明碳纤维和芳纶纤维相互交织排列的层内混杂结构,表现出较强的塑性变形能力和良好的抗冲击性能.     

正交各向异性夹层板基本抗弯方程

正交各向异性夹具板具有较好的强度、刚度和稳定性,已在一些重要承力结构应用。本文建立的正交各向异性夹层板的基本方程,充分考虑了板芯和芯层的正交各向异性,具有较强的应用性、普遍性。     

正交各向异性夹层板的基本方程

正交各向异性夹层板具有较好的强度、刚度和稳定性，已居一些重要承力结构中应用。本文建立的正交各向异性夹层板的基本方程，充分考虑了板层和芯层的正交各向异性，具有较强的应用性、普遍性。     

基于序列二次规划算法的点阵夹芯结构优化设计

为了研究夹芯单胞变化对结构承载能力的影响,建立了点阵夹芯结构的优化设计模型,以结构刚度最大为目标函数,考虑体积约束及单胞尺寸约束对夹芯单胞尺寸分布进行优化设计,并以四面体单胞夹芯结构的优化设计为例进行详细方法说明。采用序列二次规划法求解优化模型,完成了以结构刚度最大为目标的井字梁夹芯结构的优化设计,验证了模型、方法及优化效果。