固支-简支边界条件下脱层梁的自由振动

应用简单梁理论研究了预定脱层对一端固支一端简支层合梁前8阶自然频率的影响。结果表明，脱层降低了自然频率；脱层长度越长，自然频率的下降越多。对于1－4阶频率来说，脱层对偶数阶频率的影响大于对奇数阶频率的影响,对于5－8阶频率来说，脱层对频率的影响差别不大，频率随着脱层长度的增加近似于直线下降。     

具脱层复合材料层合梁-板的自由振动分析

基于经典弹性理论,建立了含脱层复合材料层合梁的运动控制方程,研究了脱层复合材料层合梁自由振动频率和振动模态。分析中,对脱层梁结构采用分区处理,同时结合边界条件、内力平衡条件以及位移连续条件,建立了梁模态分析的特征方程。最后利用具体算例,探讨了具脱层梁不同脱层参数、铺设角度下的一、二阶固有频率,并对比分析了不同的脱层深度、脱层长度和脱层位置以及不同的铺设材料对复合材料层合梁模态的影响。     

冲击载荷作用下突发脱层层合梁板的非线性动力响应

对冲击载荷作用下复合材料梁-板脱层前后的非线性动力学响应进行了分析,基于四分区梁板脱层模型,利用Galerkin法和Wilson-θ法对梁板在脱层前后的非线性动力响应进行了求解．分析表明在冲击荷载作用下产生突然脱层的梁扳,其在脱层前后的动力学性态有明显变化：脱层后系统的频率比脱层前系统频率低;系统的各种动力响应量(位移、速度、加速度)均增大,而且这种变化在脱层的区域比在未脱层的区域显著。最后,将有限元方法和本文的方法进行了对比,结果表明二者相当吻合。     

具脱层的正交各向异性梁-板的屈曲分析

根据非线性理论,假定脱层为贯穿梁幅的一维脱层,且脱层位置任意,建立了轴向压力作用下含脱层的正交各向异性梁－板的非线性控制方程,对结构进行了分区处理,通过使控制方程适当线性化,利用脱层前缘的连续性条件、平衡条件及相容条件,导出了夹支边界情况下的具脱层的正交各向异性梁－板关于屈曲荷载的无量纲化的特征方程,确定了临界压力荷载,并讨论了脱层尺寸及位置对临界荷载的影响。     

考虑接触效应的具脱层复合材料层合梁的非线性动力响应分析

基于非线性弹性梁理论,建立了考虑接触效应的具任意脱层复合材料层合梁的非线性运动控制方程．通过引入假想弹簧所算得的接触力,对系统的横向振动控制方程进行修正,有效地避免了脱层之间的相互贯穿,并给出了假想弹簧系数的计算式．整个问题采用有限差分法进行求解,算例中详细讨论了脱层的大小、深度以及载荷等因素对具脱层复合材料层合梁非线性动力响应的影响．数值计算结果表明,考虑接触效应对脱层结构动力响应分析是非常重要的,可避免脱层结构出现物理上不可能的相互贯穿．     

含脱层层合简支梁的屈曲模态

基于二维弹性力学理论,研究在轴向荷载作用下含脱层层合简支梁的屈曲模态.由位移法求得各单层梁受均布轴压时的弹性力学解,采用配点法联合各层得到整个系统的解.在层间界面上取与级数项数相等的点,将各点处的界面方程与梁上下表面的边界方程联立求解,得到屈曲临界载荷,返回特征方程得到梁的屈曲模态.研究了脱层界面的接触问题,在脱层处的每个配点上分别使用界面接触和界面自由模型进行计算,分析各配点处脱层表面竖向位移及法向应力的状态,迭代求得真实解.算例分析了不同脱层尺寸和脱层位置对层合梁屈曲模态的影响,并考虑了脱层间的接触.
     

脱层对两端固支层合板固有频率影响的研究

用有限元软件MARC建立了具有脱层和无脱层的两端固支层合板模型,并进行了模态分析.文中分别研究了双金属粘接、复合材料与金属粘接、复合材料与复合材料粘接三种类型的层合板脱层对其固有频率的影响,并绘制了脱层与固有频率关系曲线图,为工程应用提供了科学依据.     

脱层夹层梁附加状态的多项式解

把脱层夹层梁的应力状态分解为基本状态和附加状态 ,利用高阶剪切变形理论 ,建立了附加状态脱层段和未脱层段的控制方程并给出了附加状态脱层分析的多项式解法。实例分析表明 ,除在过渡段外 ,多项式解具有较好的精度。     

夹层梁脱层问题能量释放率的计算

在夹层梁脱层分析所得到的附加状态的多项式解的基础上 ,提出了计算夹层梁脱层问题的能量释放率的一种简便方法 ,为此类问题的断裂力学分析提供了一种有力的工具。     

具脱层复合材料层合圆柱壳的屈曲分析

研究了具有环向贯穿脱层圆柱壳的屈曲问题．首先基于Donnell薄壳理论和初始后屈曲理论的相邻平衡准则,建立了复合材料脱层圆柱壳的屈曲微分方程以及相应的边界条件、位移连续条件和力平衡条件．然后采用分离变量法对方程求解,讨论了脱层大小、深度、位置以及复合材料纤维铺层方向对脱层圆柱壳屈曲载荷的影响．结果表明：脱层长度越大、越靠近壳的外表和壳的轴向中心,结构的屈曲载荷越低;另外,对复合材料脱层壳而言,纤维铺层方向对结构屈曲载荷的影响也较大．     

不重叠多分层纤维增强复合梁固有频率分析及验证

首先，针对复合梁各向异性的特点，利用子结构分析法分段表达各子梁的振型函数，明确复合梁固有频率的求解原理;然后，基于Matlab编写计算程序，提出不重叠多分层复合梁固有频率的分析流程;最后，以TC500碳纤维/树脂基复合梁为研究对象，搭建了复合梁固有频率测试系统，测试获得其未分层、单分层和不重叠多分层损伤下的固有频率.研究发现，随着分层数量增加，固有频率逐渐下降，且随着模态阶次升高，对固有频率的影响愈发明显;同时，试验与计算结果的误差在1.06%~5.49%之间，验证了所提出计算方法的正确性.     

轴向力作用下弹性支承连续梁的固有横振

采用整体分析和拉普拉斯变换方法,研究了轴向力作用下考虑支承质量时弹性支承多跨均匀连续梁的横向振动,推导出了频率方程和振型函数的解析表达式．所得公式全面、完整,适用于各种中间支承情况和各种轴向力情况．通过实例分析了支承质量和支承弹簧刚度对连续梁固有频率的影响．结果表明,支承质量会降低连续梁的固有频率,但对低阶固有频率的影响很小．特别是当支承质量较小时,完全可以不考虑其对低阶固有频率的影响．连续梁固有频率随着支承弹簧刚度的增大而增大,当弹簧刚度很大时,弹性支承连续梁的固有频率接近于刚性支承连续梁的固有频率．     

含损伤复合材料AGS结构固有频率数值预测

通过共振峰法求解了蒙皮内含分层损伤复合材料格栅加筋板的固有频率.分别采用复合材料板单元梁单元模拟蒙皮和肋骨,结合Adams应变能法与Rayleigh阻尼相结合的阻尼模型,并引入Hertz型非线性接触单元模型来避免上、下子板间的嵌入现象,推导了求解含损伤复合材料格栅加筋结构动力响应的有限元列式.在上述模型和理论基础上,首先采用精细积分法求解含损伤AGS结构的动力响应,再由外载频率与板内最大动挠度曲线的峰值确定结构的各阶固有频率,从而为蒙皮含分层损伤AGS结构固有频率的数值预测提供了一个较为有效的途径.     

部分浸入水中弹性支承Timoshenko梁动力特性

研究了部分浸入流体中自由端具有集中质量块的等截面弹性支承Timoshenko悬臂梁横向振动的固有频率和振型特征.考虑梁横截面转动和剪切变形以及集中质量块引起轴向压力的影响,建立了支承处弹性水平位移约束和转动约束耦合情形下悬臂梁横向自由振动的数学模型.由于集中质量块的惯性力和惯性矩,此模型的边界条件与振动频率相关.推导了Timoshenko梁的频率方程和振动模态的广义正交条件.数值研究了集中质量块质量、转动惯量、质心距以及弹簧刚度系数等参数对Timoshenko悬臂梁固有频率的影响.数值结果表明：由于横截面转动和剪切变形效应的影响,相比于Euler-Bernoulli梁模型,Timoshenko梁的固有频率减小,对高阶频率的影响尤为显著;弹簧刚度耦合项的增大将减小梁的固有频率;轴向力的增加将减小梁的低阶固有频率,但对高阶固有频率的影响不大.     

定轴旋转弹性梁的固有频率计算

利用状态方程、指数矩阵2^N算法和求原函数方法,给出一种在水平面内作定轴转动的弹性梁的固有振动频率计算方法。该算法计算精度高,并可推广用于计算和分析有轴力影响的变截面弹性梁的振动。计算结果显示梁端质量对弹性梁各阶固有频率的刚化有不同影响。     

预应力对预应力梁振动的影响

研究了预应力梁的自由振动和受迫振动响应。将预应力桥梁简化为简支的欧拉梁模型,并利用有限元法加以离散。讨论了预应力对梁固有频率和受迫振动响应的影响。研究表明预应力对梁的低阶频率和位移响应的影响较大。     

基于传递矩阵法的电流变体-砂浆悬臂梁动态特性仿真

利用电流变体作为驱动元件与基体砂浆材料直接复合制成智能悬臂梁结构．调节施加在电流变体上的电压,用瞬态激振的方法测定其在不同电场激励下的自振频率,发现当电场强度超过2kV／mm时,电场变化对复合梁的振动频率有一定的影响,其中对一阶频率的影响最大．在实验研究的基础上,基于传递矩阵法和线弹性断裂力学理论,通过定义等效裂纹深度,建立了含电流变体的砂浆复合悬臂梁的振动模型,并得到理论计算复合悬臂梁频率的特征方程．根据实验数据确定模型的参数,并编制MATLAB程序来模拟含电流变体的砂浆悬臂梁随电场强度变化时自振频率的变化规律．研究结果表明,该模型的模拟值与实验值吻合得较好,说明利用这种方法建立含电流变体砂浆复合结构的振动模型是基本可行的．