碳/环氧复合材料在参数激励下的分岔分析

摘要

近年来，利用各向异性层合复合材料作为结构元件有了显著的增长，这种增长是由于利用了复合材料比强度高、比刚度大、抗疲劳性能好、各向异性等性质，而这些性质都是可以通过改变纤维取向和铺层顺序而加以调整的，所以在许多工业部门，如飞机、导弹、水下核潜艇、造船、汽车等工业和房屋建筑业中都非常有效地使用了层合复合材料。复合材料常被做成薄壁轻结构的形式，但薄板具有很大的柔性，极易出现大幅度的振动，由此产生的非线性动力学问题也日益突出。因此，进行复合材料层合板的非线性动力学研究有着重要的理论和实际意义。 本文以工程实际中的T300／5208确环氧纤维增强复合材料的对称和规则非对称正交铺设各向异性矩形层合板为研究对象，研究了含有参数激励的非线性振动系统，对系统的非线性动力学特性进行了分析。本课题的主要工作有以下两部分： 第一部分：介绍了复合材料层合板的力学性能，并针对7300／5208碳／环氧复合材料层合板对称铺设与规则非对称铺设的力学模型，利用MATIAB、MAPLE等对其进行数值模拟。分析了激振力幅值N和铺设方式对系统动力学特性的影响，比较了两自由度模型内部一阶模态和二阶模态，在定性与定量方面的变化规律。分析了系统的周期解、分岔和混沌运动，以及系统通向混沌的道路。 第二部分：应用数值模拟，通过时间历程图、频谱图、相图、庞加莱截面图和方差图，讨论了在不同激振力初值No下，系统参数Ⅳf变化时系统动力学特性的变化规律；以及激振力初值No、耗散阻尼系数η的变化对系统响应的影响。通过分析不同参数变化对系统非线性动力学的影响， 最后，对全文进行了工作总结，为复合材料结构动力学设计提供理论依据。指出本文尚需继续研究的问题。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章层合板的宏观力学性能

第三章两个自由度非线性参激系统下的振动分析

第四章几个重要参数对系统响应影响的分析

第五章全文总结

参考文献

致谢