复合材料桁架的振动特性及减振研究

摘要

复合材料桁架具有刚度高、质量轻、尺寸稳定性好等优点,在太阳电池帆板、天线、太空望远镜等航天器支撑结构方面有广泛应用。在轨运行过程中,各种动载荷的作用导致复合材料桁架振动,不仅影响航天器姿控、定位及天线的形面精度等,还将加速航天器结构的疲劳破坏,降低其可靠性、稳定性乃至使用寿命,因此,对复合材料桁架振动特性及振动抑制的研究具有重要意义。
　　针对航天器结构所需求的复合材料桁架结构,本文研究了复合材料管构建的桁架结构的振动特性,并进行了复合材料桁架减振设计。首先,分析了不同复合材料管和复合材料桁架的振动特性,得到了结构参数、材料参数以及结构形式对复合材料管和复合材料桁架振动特性的影响规律。其次,在复合材料桁架振动特性研究基础上,设计了复合材料桁架减振层,减振层由约束层和阻尼层构成。针对所设计的减振层结构,研究并确定了振动基频、减振层损耗因子和共振响应峰值为减振层的减振效果评价指标。基于模态应变能法,分析了含有不同减振层的复合材料桁架结构的振动基频、损耗因子和共振响应峰值,研究并得到了减振层结构参数(敷设位置、约束层厚度、阻尼层厚度等)及材料参数等对复合材料桁架减振效果的影响规律。
　　研究结果表明,本文设计的减振层可明显提高桁架的阻尼水平,降低共振响应峰值,可用于大型复合材料桁架结构的减振设计。本文的研究将为大型复合材料桁架结构的结构设计和振动抑制提供依据。

目录

复合材料桁架的振动特性及减振研究

STUDY ON THE VIBRATION CHARACTERISTICS AND VIBRATION ATTENUATION OF COMPOSITE TRUSSES

摘 要

Abstract

目 录

第1 章 绪 论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 国内外研究现状综合分析

1.4 论文主要研究内容

第2 章 含减振层复合材料结构的动力学问题求解方法

2.1 引言

2.2 粘弹性阻尼减振原理

2.3 粘弹性材料阻尼特性及本构模型

2.4 含减振层复合材料结构的动力学方程与有限元求解

2.5 本章小结

第3 章 复合材料桁架的振动特性分析

3.1 引言

3.2 复合材料管的振动特性

3.3 复合材料桁架的振动特性

3.4 本章小结

第4 章 复合材料桁架阻尼减振设计及分析

4.1 引言

4.2 复合材料结构阻尼减振设计

4.3 减振效果评价指标

4.4 含减振层复合材料桁架有限元建模

4.5 含减振层复合材料桁架减振效果分析

4.6 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

致 谢