具任意脱层复合材料梁的模态分析

本文对具任意脱层的复合材料梁进行了模态分析。基于弹性理论建立了考虑剪切变形时复合材料脱层梁的基本方程式。对脱层梁进行了分区处理，方便地描述了脱层长度，脱层位置。利用边界条件，区间位移连续性条件和内力平衡条件建立了梁模态分析的特征方程式。通过实例计算，得出了不同脱层位置和不同脱层长度对脱层梁模态分析的影响。     

含分层损伤复合材料层合板非线性动力稳定性

采用Reddy 的板高阶剪切变形简化理论研究了含分层损伤复合材料层合板的非线性动力稳定性问题。建立了分层模型, 推导了考虑几何非线性和阻尼效应的Methieu 方程, 给出了该方程的解析解表达式; 研究了参数振动解的稳定性; 然后通过典型数例讨论了分层损伤对层合板固有频率、屈曲临界力以及动力稳定区域的影响; 研究了保守与非保守体系的外载荷的激励频率对层合板第一参数振动的振幅的影响, 以及线性、非线性阻尼对非保守体系的最大牵引深度的影响。由典型算例讨论可知, 随着复合材料层合板分层损伤的扩大, 其动力稳定性能逐渐减弱, 特别是损伤接近层合板的中面时, 分层损伤对其动力稳定性能的影响最大。      

复合材料梁的脱层识别

本文作者研究了具任意脱层复合材料梁的单参数振动反分析。基于弹性理论,建立了复合材料脱层梁的基本方程式。对脱层梁进行了分区处理,方便地描述了脱层长度、脱层位置。利用边界条件、区间位移连续性条件和弯矩剪力平衡条件建立了反分析的特征方程式。综合考虑系统的一阶固有频率和一阶振型,通过反分析特征方程式求出某一待定参数。为工程无损检测提供理论依据。     

脱层复合材料梁的多参数振动反分析

本文研究了具任意脱层复合材料梁的多参数振动反分析。基于弹性理论建立了考虑横向剪切变形时复合材料脱层梁的基本方程式。对脱层梁进行了分区处理，方便地描述了脱层长度、脱层位置。利用边界条件、区间位移连续性条件和弯矩剪力平衡条件建立了反分析的特征方程式。由系统的特征方程式求出主要参数的初值，采用逐步搜索的方法，利用一阶振型振幅比值之方差为最小，求出其余待定参数。为工程无损检测提供理论依据。     

含单分层损伤复合材料层合梁的动力屈曲研究

采用有限差分（FDM）方法求解了含初始缺陷和单个分层损伤复合材料层合梁的轴向刚性质量块撞击的脉冲动力屈曲问题。基于Hamilton原理导出了考虑所有惯性影响以及一阶横向剪切变形（FSDT）影响时单个分层损伤复合材料梁的非线性动力屈曲控制方程；采用B—R准则判断梁动力屈曲时刻，同时确定刚性质量块的临界冲击速度。重点研究脱层、冲击速度、初始几何缺陷等因素对复合材料层合梁脉冲动力屈曲的影响。     

有横向纤维搭桥的脱层扩展稳定性分析

本文利用von Karman 非线性薄板理论, 求解了复合材料中有横向纤维搭桥作用的圆形薄膜脱层的后屈曲问题, 获得了桥联脱层均匀扩展的能量释放率和断裂韧性。通过大量的计算和分析得到一个重要结论: 搭桥纤维的存在不仅对脱层的初始扩展起到了增韧作用, 而且避免了脱层扩展的灾难性。同时定量地给出了搭桥作用对脱层初始扩展的增韧程度, 并且确定了桥联脱层扩展稳定与不稳定的分区, 对不稳定脱层还给出了失稳扩展的范围及动态效应的估计。      

复合材料层合矩形板非线性湿热振动

在考虑湿热影响的基础上，研究了复合材料层合矩形板的非线性湿热振动，并讨论分析了湿度、温度、长宽比对复合材料层合矩形板非经性固有振动周期的影响。     

含脱层单向铺设层合梁非线性后屈曲分析

采用四分区模型,将含脱层单向铺设复合材料层合板梁分为4个子梁,根据复合材料层合理论,考虑后屈曲路径上位于脱层界面上、下子梁之间的局部受力与变形机制,建立了子梁之间接触力与变形之间的非线性定量关系。在此基础上,结合可伸长梁的几何非线性理论,推导出了计及接触效应的各子梁的非线性后屈曲控制方程。设定简支板梁的边界条件以及脱层前沿处各子梁之间力和位移的连续性条件,通过对控制方程和定解条件归一化,采用小参数摄动法求解,并根据梁的平衡微分方程的特点,解析其通解与特解的构造,获得了含脱层单向铺设层合梁受轴向压力作用的临界屈曲荷载及后屈曲平衡路径的理论解。通过对含脱层单向铺设的复合材料层合梁进行数值分析,综合讨论了脱层长度和深度等对层合板梁的临界屈曲载荷及接触性能的影响,并将所得的理论解与ABAQUS有限元分析得到的结果进行对比,结果表明二者高度吻合。研究发现梁的屈曲模态包含宏观的整体失效模态和界面的微观屈曲模态。梁的屈曲荷载和接触性能都是其固有属性,前者受梁的几何参数和材料参数的影响较显著,而后者则主要受脱层的位置和大小影响。     

粘弹性复合材料屈曲梁非线性参数振动的稳定性和分岔分析

在之前的研究中我们以ABS树脂为基材,填充1%-10%的金红石纳米二氧化钛制成纳米复合材料系列梁样本,并搭建了参数激励非线性振动实验系统。采用实验建模的方法,建立了粘弹性屈曲梁的动力学控制方程。在此基础上,进一步研究了系统的稳定性和分岔特性,利用多尺度方法对系统的幅频响应和解的稳定性进行了分析,并采用数值模拟分析参数激励幅值对系统分叉行为的影响,同时研究了系统通往混沌的道路,获得了丰富的动力学现象。     

受热复合材料层合板的非线性热振动——Part:理论及数值分析

基于能综合考虑温度效应以及横向线应变和剪切应变的高阶计算模型 ,研究受热复合材料层合板的非线性热振动 ,推导了非线性有限元方程并给出了相应的数值分析方法 ,通过数值算例与已有文献相比较 ,证明了本文理论和算法的精确有效性。文中还以大量数值算例研究了温度效应对幅频曲线的影响。     

Free Vibration Analysis of Generally Layered Composite Beams with Arbitrary Boundary Conditions

A hyperbolic shear deformation theory is used for the free vibration analysis of generally layered composite beams with arbitrary boundary conditions. The variationally consistent governing differential equations and boundary conditions are derived by employing Hamilton's principle. The dynamic stiffness method is applied to calculate the vibration frequencies of the laminated beams with the help of Wittrick–Williams algorithm. Examples of application of the hyperbolic shear deformation theory for the free vibration analysis of the laminated beams with a couple of different boundary conditions are presented. The present results are compared to the numerical solutions and experimental results available in the literature.     

Mixed-Mode Delamination – Experimental and Numerical Studies

Abstract: A fracture energy approach for modelling mixed-mode delamination of composite materials and other bonded structures is introduced. The model is incorporated within an explicit finite element (FE) code and ties layered shell elements together via a stiffness condition, a failure criterion and post-failure damage law. The procedure for predictive modelling of delamination using the approach is described and the set of required input parameters is presented. A benchmark test comparing experimental results for a continuous filament random E-glass/polyester composite and explicit FE simulations for standard fracture toughness tests for a range of mode mixities is included.     

非线性动力吸振器的动力学分析

运用非线性振动的模态方法对非线性动力吸振器进行了动力学分析,研究了该类吸振器的反共振工作点、工作点的稳定性以及阻尼对反共振工作点的影响.     

Numerical Simulation of Nonlinear Dynamic Responses of Beams Laminated with Giant Magnetostrictive Actuators

This paper presents some simulation results of nonlinear dynamic responses for a laminated composite beam embedded by actuators of the giant magnetostrictive material (Terfenol-D) subjected to external magnetic fields, where the giant magnetostrictive materials utilizing the realignment of magnetic moments in response to applied magnetic fields generate nonlinear strains and forces significantly larger than those generated by other smart materials. To utilize the full potential application of the materials in the function and safety designs, e.g., active control of vibrations, the analysis of dynamic responses is requested in the designs as accurately as possible on the basis of those inherent nonlineary constitutive relations among stain, force and applied magnetic field existed in the materials. Here, a numerical code for the nonlinear vibration of laminated beams is proposed on the basis of a nonlinearly coupling constitutive model which fully behaves for the characteristics what are measured in experiments. It is found from this code that the natural frequency of the laminated beams changes with both the bias magnetic field and the pre-stresses, and the dynamic responses excited by an alternating magnetic field of simple harmonic form display strong nonlinear characteristics, for example, the frequency multiplication and the ultraharmonic resonance phenomena.     

复合材料圆柱壳非线性热弹耦合振动

根据复合材料圆柱壳的非线性动力方程,研究了复合材料圆柱壳的非线性热耦合振动,应用Galerlein原理及改进的L－P法对其非线性热耦合振动进行求解,并讨论分析了温度、长径比、厚径比对复合材料圆柱壳非线性热振动固有频率的影响。     

等截面梁纯弯曲振动的几何非线性分析

在讨论梁纯弯曲微幅振动时，考虑在材料力学的讨论中梁的挠度微分方程忽略项后，线性问题变为非线性问题。利用非线性理论对该非线性问题进行了讨论，得到了周期解稳定和不稳定区域的分界线方程和频率响应方程，得到忽略挠度几何非线性因素的条件。