正交各向异性复合材料对称层合板的自由振动
基于高阶位移模式的层合板自由振动问题研究
基于高阶位移模式的层合板自由振
动问题研究
基于高阶位移模式的层合板自由振动问题研究是近年来研究热点之一。
层合板是一种复合材料，多用于航空航天、船舶结构、钢筋混凝土结构等工程领域，具有较好的刚性和可靠度。
然而，当层合板在实际工程中遭受外力作用时，它们会产生关键的自由振动问题。
因此，对层合板自由振动问题的研究是十分重要的。
在研究层合板自由振动问题时，通常采用基于高阶位移的方法来分析层合板的动力特性。
在这种方法中，层合板的动力学行为被描述为一组高阶位移模式，以及相应的位移模式对应的振动频率。
这种方法使得我们可以通过计算高阶位移模式的振动频率来研究层合板的自由振动特性。
在基于高阶位移模式的层合板自由振动问题研究中，首先要确定层合板的几何尺寸，并考虑材料的物理性质。
然后，根据实际工程要求，将层合板的表面加载约束为多种不同的位移模式，如剪切模式、弯曲模式和扭转模式等。
随后，采用矩阵分析方法，分析层合板的高阶位移模式，并计算出相应的振动频率。
这样，就可以得到层合板自由振动的动力学特性，包括振动模式和振动频率，从而更好地研究层合板的实际受力情况，从而提供合理的设计参数和设计原则。
基于高阶位移模式的层合板自由振动问题研究，为工程实践提供了关键的理论支持，在航空航天、船舶结构、钢筋混凝土结构等领域都发挥了重要作用。
需要指出的是，在实际应用中，还需要考虑层合板的复杂裂纹和定位约束等因素，以及外力作用的不均匀性，以进一步提高层合板结构的可靠度。
含mfc智能层的复合材料层合板自由振动研究
* 国家自然科学基金资助项目(11472056,11872127) 收 稿 日 期 :2018-06-17;修 回 日 期 :2018-10-13
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振 动、测 试 与 诊 断
施加不同外电压对其振动特性的影响。
第 40 卷
1 动力学模型
1.1 动力学模型
如图1所示,笔 者 以 4 层 碳 纤 维 增 强 复 合 材 料 层合板和 MFC 智 能 材 料 层 为 研 究 对 象,研 究 其 振 动固有频率。碳纤维增强复合材料层合板的铺设方 式分别 为 [90/0/0/90],[0/0/90/90],[0/90/0/90] 和[0/90/90/0]。
关键词 之子函数;瑞利-里兹法;固有频率;宏观纤维复合材料 中图分类号 TH113;TB123
引言
压电 材 料 是 一 种 特 殊 的 智 能 材 料,由 于 其 压 电 效应而被广泛作为 传 感 器 和 驱 动 器,用 于 复 合 材 料 层合结构的振动控制和结构的故障诊断中。目前, 压电材 料 主 要 有 压 电 陶 瓷 (piezoelectricceramics, 简称 PZT)、压 电 聚 合 物 (polyvinylidenefluoride, 简称 PVDF)和压电宏 观 纤 维 3 种 形 式。PZT 由 于 机电耦合特性高常 被 用 做 压 电 驱 动 器,缺 点 是 脆 性 大而不适用 于 结 构 的 弯 曲 变 形。PVDF 具 有 轻 质、 柔 韧 、可 以 粘 贴 在 复 杂 结 构 表 面 的 优 点 ,不 足 之 处 是 其高控制电压 和 低 控 制 力。MFC 是 将 压 电 陶 瓷 纤 维嵌入树脂并与组合电极复合在一起的夹层结构复 合材料,相 比 PZT 和 PVDF,MFC 具 有 性 能 高、灵 活 性 好 和 可 靠 性 强 等 特 点 ,景广阔。
无单元法求解正交各向异性板自由振动问题
无单元法求解正交各向异性板自由振动问题
秦雅菲;张伟星;张其林
【期刊名称】《力学季刊》
【年(卷),期】2006(27)1
【摘要】无单元法是一种新出现的数值方法。
本文对无单元法的数学基础—滑动最小二乘法进行了详细的研究,推导了无单元法的形函数,并对一些关键问题,如权函数的选取,正交基函数,边界条件,数值实现方法等得出了研究结论。
用无单元法研究了正交各向异性板的自由振动问题,由动力学变分原理和滑动最小二乘法导出了正交各向异性板的无单元法质量矩阵和刚度矩阵,编制了相应的计算程序,通过计算实例验证了该方法的有效性。
【总页数】9页(P153-161)
【关键词】各向异性板;自由振动;无单元法;变分原理;最小二乘法
【作者】秦雅菲;张伟星;张其林
【作者单位】同济大学建筑工程系;青岛理工大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU378.7
【相关文献】
1.利兹法求解正交各向异性矩形板的自由振动 [J], 盛佳;杨加明
2.傅立叶级数法求解正交各向异性板弯曲问题 [J], 王震;张为民;刘新东
3.无单元法求解欧拉梁及梁系的自由振动问题 [J], 吴琛;周瑞忠
4.正交各向异性扁球壳的非线性自由振动的求解 [J], 王永岗;宋慧芳
5.正交各向异性声源膜板的自由振动特性分析 [J], 王久法
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正交各向异性功能梯度夹层板的自由振动分析
正交各向异性功能梯度夹层板的自由振动分析李华东;朱锡;梅志远;张颖军【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》【年(卷),期】2014(000)003【摘要】基于Reissner假设，对四边简支的正交各向异性功能梯度夹层板自由振动问题进行了研究。
根据功能梯度芯材与正交各向异性表层的应力状态及本构关系，得出了功能梯度夹层板的运动平衡方程表达式；根据四边简支的边界条件，将挠度与横向剪力用双三角级数展开，得到了功能梯度夹层板固有频率的计算式。
算例中采用本文方法对四边简支功能梯度夹层板的固有频率进行了求解，其芯材弹性模量在厚度方向上分别呈线性和幂律分布，并分析了芯材材料属性分布参数、结构跨厚比及面内纵横比对夹层板固有频率的影响，通过与有限元解进行对比，表明所提出的理论方法精确有效。
【总页数】6页(P274-279)【作者】李华东;朱锡;梅志远;张颖军【作者单位】海军工程大学舰船工程系，湖北武汉430033;海军工程大学舰船工程系，湖北武汉430033;海军工程大学舰船工程系，湖北武汉430033;海军工程大学舰船工程系，湖北武汉430033【正文语种】中文【中图分类】O343.7【相关文献】1.正交各向异性功能梯度材料平板振动分析 [J], 徐坤;陈美霞;谢坤2.正交各向异性功能梯度微板的自由振动行为 [J], 康泽天; 张岩; 周博; 薛世峰3.几种边界条件下功能梯度夹层板自由振动分析 [J], 蒋伟男; 郝育新; 吕梅4.变截面功能梯度Timoshenko梁的自由振动分析 [J], 杜运兴;程鹏;周芬5.正交各向异性功能梯度圆柱壳的自由振动 [J], 边祖光;陈伟球;丁皓江因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
新修正偶应力层合板理论中的几个基本假设对自由振动计算的影响
新修正偶应力层合板理论中的几个基本假设对自由振动计算的影响贺丹;杨万里【摘要】A series of hypotheses have been adopted to simplify micro scale composite laminated beam/plate models when analyzing them based on the new modified couple stress theory.But the influences of these hypotheses on the accuracy of numerical results have been barely discussed.In this study,a new micro scale composite laminated Reddy plate model without any simplification was proposed as a standard model by which an exact free vibration analysis was performed.The effects and applicability of the simplified hypotheses on the free vibration analysis for micro scale composite laminated plates were discussed through the comparison of numerical results.It is concluded that these hypotheses have little effect on the free vibration of thin plates,on the other hand,they have a significant effect on higher modes in the cases of thick plates.%基于新修正偶应力理论,在对微细观尺度的复合材料层合梁/板进行力学响应计算时,往往采用一系列假设来简化模型.现有文献都全部或部分应用了这些假设,但对这些假设是否会对计算结果造成影响尚未进行充分讨论分析.本文建立了未经简化的新修正偶应力Reddy层合板模型,并对其自由振动进行了分析.通过数值算例的对比,讨论了常用的几个简化假设对微细观复合材料四边简支方板自振频率的影响以及适用范围.算例结果表明,常用的几个简化假设对于微尺度层合薄板自由振动的影响很小,对于厚板的低阶频率影响也很小,但对厚板的高阶频率影响显著.【期刊名称】《计算力学学报》【年(卷),期】2017(034)004【总页数】5页(P428-432)【关键词】各向异性;修正偶应力;尺度效应;复合材料层合板;自由振动【作者】贺丹;杨万里【作者单位】沈阳航空航天大学辽宁省飞行器复合材料结构分析与仿真重点实验室,沈阳 110136;沈阳航空航天大学辽宁省飞行器复合材料结构分析与仿真重点实验室,沈阳 110136【正文语种】中文【中图分类】O325近年来，复合材料微尺度结构力学性能的尺度效应受到了广泛的关注。
(完整版)一块简支正交各向异性板的振动模态分析
课程设计（论文）任务书院系（教研室）年月日学生姓名: 学号: 专业:1 设计（论文）题目及专题：一块简支正交各向异性板的振动模态分析2 学生设计（论文）时间：自月日开始至月日止3 设计（论文）所用资源和参考资料： 1、弹性力学下册2、ANSYS软件3、有限元法4 设计（论文）完成的主要内容：1）利用有限元法，用ANSYS编程计算一块简支正交各向异性板的振动模态 2）应用板壳理论知识得到板的解析解，并对两种方法所得结果进行比较5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：提交课程设计论文一本6 发题时间：年月日指导教师：（签名）学生：（签名）用ansys解法如下：模态分析步骤第1步：指定分析标题并设置分析范畴选取菜单途径Main Menu>Preference ,单击Structure,单击OK 第2步：定义单元类型Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,出现Element Types对话框, 单击Add出现Library of Element Types 对话框,选择Structural shell再右滚动栏选择Elastic 4node 63,然后单击OK，单击Element Types对话框中的Close按钮就完成这项设置了。
第3步：指定材料性能选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>Material Props>MaterialModels。
出现Define Material Model Behavior对话框,在右侧Structural>Linear>Elastic>orthotropic,指定材料的弹性模量和泊松系数，Structural>Density指定材料的密度，完成后退出即可。
第4步：划分网格选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>Meshing>MeshTool,出现MeshTool对话框，一般采用只能划分网格，点击SmartSize,下面可选择网格的相对大小（太小的计算比较复杂，不一定能产生好的效果，一般做两三组进行比较），保留其他选项，单击Mesh出现Mesh V olumes对话框，其他保持不变单击Pick All，完成网格划分。
基于有限元方法的复合材料层合板自由振动分析
ｇａ ａａｈ Ｓ Ｌｔｅｗ ｒ等 人 主 要 利 用 一 阶… 、 ａｒ ｇａ 、 ． ａ ｓａ Ａ ｈ 二 阶 Ｊ三 阶 以及高 阶 Ｈ 剪切 变形 理 论 和经 典 、 函数 来求 解 。但 是 实 际 问题 中 ， 值 问题 的求 解 边 十分困难 。除 少数 简单 边值 问题可用 解 析法求 出 精确 解外 ， 般 都 只能 用 数 值 法求 解 。 国 内有 北 一
文 章 编 号 ：０ ７—１ ８ （ ０ ８ ０ ０ ５ ０ １０ ３ ５ ２ ０ ） ４— ０ ２— ４
基 于有 限元 方法 的复合 材 料 层 合 板 自由振 动 分 析
晁爱 芳 沙云东 傅 文君
１０ ３ １ １６） （ 阳航 空工 业 学 院飞 行 器 动 力 与 能 源 工 程学 院 ， 沈 辽宁 沈 阳
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第 ４期
晁爱芳等 ： 基于有 限元方 法的复合材料层合 板 自由振动分析
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图 ２ 层合板 的 １ 节点 图 ８
２ 自由振 动 特性 的有 限元 分 析
根 据一 阶剪 切 变形 理论 ， 由于平 面 位 移 和弯
曲位移 之 间的解耦 ， 对称 层 合 板 的横 向位移 、 Ｙ 绕
流体作用下正交各向异性圆锥壳的自由振动
流体作用下正交各向异性圆锥壳的自由振动曹雄涛;华宏星【摘要】A theoretical vibration model of orthotropic truncated conical shell with fluid load was presented and its free vibration solution was found by use of wave propagation approach and Galerkin method. The fluid loaded conical shell was divided into several segments and each small strip of conical shell was treated as circular cylindrical shell. The total fluid load on conical shell was obtained by determining the fluid load on each cylinder. The numerical results for isotropic and orthotropic conical shells with fluid load or without fluid load were computed and compared to illustrate the validity of the presented solution procedures.%给出了流体载荷作用下正交各向异性圆锥壳体的自由振动理论模型.通过波传播法和Galerkin法得到了流体载荷作用下截锥壳体自由振动的解.流体载荷作用下的锥壳被划分为好几段,并且每个小圆锥段被当作一个小圆柱段.通过确定每个小圆柱段的流体载荷,来确定锥壳的流体载荷.这样,作用在锥壳上的流体载荷逐段加载.流体载何以及没有流体载荷作用的各向同性和正交各向异性圆锥壳的数值结果被计算出来阐述求解过程的有效性.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2011(030)011【总页数】6页(P95-100)【关键词】圆锥壳;自由振动;圆柱壳;流体载荷【作者】曹雄涛;华宏星【作者单位】上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240;上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240【正文语种】中文【中图分类】O353.4圆锥壳体在很多工程应用中被广泛使用。