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基于等效理论的蜂窝夹层板强度等效分析

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.02.003

通过采用三明治夹芯板等效方法计算,得到了等效物理参数,建立了三明治夹芯蜂窝板的有限元模型,完成了蜂窝夹层板模型的静力分析和随机振动分析,并对试验样机进行了静力与随机振动分析和试验验证.结果表明:基于三明治夹芯板等效理论建立的有限元模型能够准确反映蜂窝夹层板的静强度特性和结构动特性,静力应变值结果误差小于4％,振动固有频率结果误差小于5％,偏差较小,表明所建模型合理、准确.

关键词: 蜂窝夹层板 , 三明治夹芯板 , 固有频率 , 等效方法

正交异性蜂窝夹层板动、静力学问题的等效分析方法

徐胜今 , 孔宪仁 , 王本利 , 马兴瑞 , 张晓超

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2000.03.021

本文基于低阶剪切理论,提出了正交各向异性蜂窝夹层板的一种等效分析方法,得到等效板的工程常数和密度,解决了国际上公认的大型有限元通用程序如NASTRAN等不能直接计算蜂窝夹层板动、静力学问题的难题,理论验证结果表明,等效方法具有高精度的近似.

关键词: 正交各向异性 , 蜂窝夹层板 , 等效分析 , 动力学

对含面板/夹芯界面中央分层缺陷复合材料蜂窝夹层板的压缩性能进行了试验研究和理论分析,考察了一种圆形分层和2种矩形分层缺陷对其压缩强度的影响,并采用子层局部屈曲模型对压缩强度进行了计算.结果表明:无缺陷夹层板表现为总体失稳破坏,而对于含分层缺陷的夹层板,则视分层形状及其大小的不同而表现出不同的破坏机制.对于矩形缺陷的长边与载荷方向垂直的夹层板,一般情况下面板子层局部屈曲对夹层板的最终破坏不起控制作用;对于矩形缺陷的长边与载荷方向平行的夹层板,表现为总体失稳破坏.压缩破坏过程中,面板子层屈曲起控制作用的夹层板,子层局部屈曲模型能够比较精确地预测其压缩强度.

关键词: 蜂窝夹层板 , 分层 , 缺陷 , 压缩强度

四边固支对称蜂窝夹层板主共振非线性动力学计算

李永强 , 李洁 , 李锋 , 张英杰

复合材料学报

应用同伦分析方法（HAM）研究了四边固支对称蜂窝夹层板主共振情况下的非线性动力学特性。将铝基蜂窝芯层等效为一正交异性层，等效弹性参数由修正后的Gibson方程得出。基于经典叠层板理论（CPT）和几何大变形理论建立了四边固支蜂窝夹层板受横向激振力作用下的受迫振动微分方程，通过振型正交化将蜂窝夹层板受迫振动微分方程简化成双模态下的动力学控制方程，得到了主共振情况下的平均方程，研究了不同结构参数对动力学特性的影响。计算结果表明，蜂窝夹层板的幅频特性曲线类似单自由度Dulling方程响应曲线，随着结构参数的增大，硬特性明显加大并且振幅的峰值明显减小，所得结论可为蜂窝夹层板的设计和实际应用提供理论依据。

关键词: 主共振 , 蜂窝夹层板 , 同伦分析法 , 四边固支 , 非线性

对边简支负泊松比蜂窝夹层板的弯曲自由振动

邸馗 , 茅献彪

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151010.001

负泊松比蜂窝夹层板作为一种特殊的复合材料结构,目前对其动态行为尚缺乏认识.应用Reddy剪切板理论分析了对边简支负泊松比蜂窝夹层板的弯曲振动.将内凹六边形胞元的蜂窝芯层等效为一正交异性层,芯层的等效弹性参数由修正后的Gibson公式得出.由具体算例可知经典叠层板理论和一阶剪切板理论不适合用于蜂窝夹层板的振动分析.应用Reddy剪切板理论研究了蜂窝夹层板板厚比、芯层板厚及胞元角度对弯曲振动频率的影响,并绘出相应的曲线图.结果表明:对于对边简支负泊松比蜂窝夹层板,当板厚比小于某一值时,固有频率参数随板厚比的增加而增加;但当板厚比大于该值时,固有频率参数随板厚比的增加呈现复杂的变化形式.本文得到的结果为蜂窝夹层板的设计和实际应用提供了理论依据和数值参考.

关键词: 负泊松比 , 蜂窝夹层板 , 固有频率 , 弯曲振动 , Reddy剪切板理论

长厚比对正六边形铝蜂窝夹层板等效板模型动力学计算精度的影响

刘健 , 周春燕

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151204.003

为提高正六边形铝蜂窝夹层板的数值计算精度，研究了长厚比对其等效板模型动力学计算精度的影响。针对芯层均匀壁厚的正六边形铝蜂窝夹层板，首先研究了它的等效板模型，包括 Reissner 理论模型、蜂窝板理论模型和层合板低阶剪切理论模型；然后，将等效板模型与精细化模型相同模态振型的模态频率进行比较，分析了长厚比对等效板模型动力学计算精度的影响。结果表明：芯层均质化后模型模态频率的计算误差很小；层合板低阶剪切理论模型是计算精度较高的等效板模型；Reissner理论模型在长厚比为7.37时计算精度最低，蜂窝板理论模型对厚板的计算精度比薄板低，层合板低阶剪切理论模型对厚板的计算精度比薄板高。

关键词: 长厚比 , 蜂窝夹层板 , 等效板模型 , 模态频率 , 计算精度