纖維增強復合材料動態性能參數的識別方法

      構造了一種纖維增強復合材料等效動態性能本構模型。根據經典層板理論分別推導出了顯含彈性常數和顯含阻尼系數的纖維增強復合材料層板的剛度矩陣和等效阻尼矩陣。利用模態試驗方法，得出了彈性常數、等效阻尼系數與層板振動模態之間的顯式關系。通過識別本構方程中的等效阻尼系數，可以方便地推導出任意鋪層數和任意鋪層角度下層板的等效阻尼矩陣。算例分析表明，利用此方法識別出的彈性常數和等效阻尼能夠滿足工程精度要求。

      由于復合材料具有高比強度、高比剛度、質量輕、可設計性能好等優點，近年來在航空航天、能源、建筑、機械、化工等領域日益得到廣泛應用。

      進行復合材料結構動態設計首先必須了解復合材料結構的動態力學性能。彈性常數和等效阻尼是復合材料結構最基本的動態性能參數指標。彈性常數是復合材料結構模態分析所需要的關鍵參數；等效阻尼則對結構的振動控制、噪聲抑制以及結構的疲勞壽命具有顯著的影響。因此，快速、準確地評價復合材料結構的動態性能參數對結構的動態特性分析與評估具有十分重要的意義。

      獲得復合材料彈性常數的方法有試驗方法和細觀力學方法。國內外學者在細觀力學方法方面開展了大量的工作[1-3]，但細觀力學方法很難全面考慮復合材料構件的制造工藝、殘余熱應力等復雜因素的影響，計算出來的彈性常數仍然無法很好地滿足工程精度要求。因此，復合材料彈性矩陣主要依靠試驗方法來測定。

      通常采用單向環試件或單向薄平板試件的靜力學試驗測定彈性常數，此外，還有超聲波測定，直接測試（又稱一次測試）等方法。靜力試驗的試件端部必須做加固處理，還必須針對試驗設計特殊的夾具，試驗前期準備工作較繁雜，試驗成本相對較高。

資料下載：   纖維增強復合材料動態性能參數的識別方法.pdf