●章緒論1
1.1纖維增強復合薄板結構在工程應用中的振動問題1
1.1.1纖維增強復合材料概述1
1.1.2纖維增強復合薄板結構的工程應用5
1.1.3纖維增強復合薄板振動問題的研究難點與意義6
1.2纖維增強復合薄板振動特性的理論研究現狀6
1.2.1纖維增強復合薄板振動分析的基本理論與方法6
1.2.2纖維增強復合薄板振動分析研究現狀8
1.3纖維增強復合薄板振動特性的試驗研究現狀10
1.3.1纖維增強復合薄板振動測試技術概述10
1.3.2纖維增強復合薄板振動測試研究現狀15
1.4纖維增強復合材料力學特性參數的辨識研究現狀17
第2章基於激光掃描的纖維增強復合薄板振動特性測試方法20
2.1纖維增強復合薄板激光掃描測振繫統設計與開發20
2.1.1激光掃描測振繫統硬件設計20
2.1.2激光掃描測振繫統軟件開發21
2.1.3激光勻速掃描的控制方法22
2.1.4基於多點彈簧支撐的基礎激振工作臺設計23
2.1.5復合薄板激光掃描測振繫統的組配24
2.2基於激光掃描的振動響應數據獲取及處理方法26
2.2.1激光掃描框架模型的建立26
2.2.2激光掃描振動響應數據的提取原理28
2.2.3激光掃描速度的選取準則29
2.3基於激光掃描的復合薄板線性振動測試方法及實例30
2.3.1復合薄板固有頻率測試方法30
2.3.2復合薄板模態阻尼比的辨識方法32
2.3.3復合薄板模態振型的繪制方法33
2.3.4測試實例35
2.4基於激光掃描的復合薄板非線性振動現像測試方法及實例38
2.4.1非線性振動現像測試流程38
2.4.2諧波失真非線性振動測試實例39
2.4.3非線性跳躍振動測試實例40
2.4.4超/亞諧波非線性共振測試實例42
2.4.5內共振振動測試實例44
2.5本章小結45
第3章纖維增強復合薄板非線性剛度與阻尼的時、頻域測試方法46
3.1基於希爾伯特變換技術的復合薄板非線性剛度與阻尼的時域測試方法46
3.1.1測試原理46
3.1.2數值算例48
3.1.3非線性剛度與阻尼的時域測試流程49
3.2基於改進帶寬法的復合薄板非線性剛度與阻尼的頻域測試方法50
3.2.1測試原理51
3.2.2數值算例54
3.2.3非線性剛度與阻尼的頻域測試流程56
3.3復合薄板非線性剛度與阻尼測試實例57
3.3.1非線性剛度與阻尼的時域測試結果及分析57
3.3.2非線性剛度與阻尼的頻域測試結果及分析59
3.4本章小結61
第4章纖維增強復合薄板固有特性分析方法62
4.1復合薄板理論模型的建立62
4.1.1位移場63
4.1.2應變-位移關繫63
4.1.3本構方程63
4.1.4應變能求解64
4.1.5動能求解65
4.2基於裡茨法的固有特性求解65
4.2.1振動位移的假設65
4.2.2基於正交多項式法的振型函數假設65
4.2.3基於雙向梁函數法的振型函數假設66
4.2.4優選應變能和優選動能的求解67
4.2.5基於裡茨法獲得自由振動方程67
4.3纖維增強復合薄板固有特性分析流程67
4.4兩種固有特性分析方法的對比及其實驗驗證69
4.4.1實驗對像69
4.4.2實驗測試過程及對比驗證結果69
4.5本章小結72
第5章纖維增強復合薄板振動響應特性分析方法73
5.1基於多層次迭代修正的基礎激勵下復合薄板頻域振動響應分析73
5.1.1基礎激勵下復合薄板理論模型的建立73
5.1.2優選外力功74
5.1.3基於裡茨法獲得頻域振動方程74
5.1.4多層次迭代修正技術75
5.1.5基於多層次迭代修正的基礎激勵下復合薄板頻域振動響應分析流程76
5.1.6實驗驗證78
5.2脈衝激勵下復合薄板時域振動響應分析79
5.2.1脈衝激勵信號的理論模型79
5.2.2復合薄板的強迫振動微分方程80
5.2.3基於振型疊加法的時域振動響應求解80
5.2.4脈衝激勵下復合薄板時域振動響應分析流程82
5.2.5實驗驗證82
5.3本章小結84
第6章纖維增強復合薄板阻尼特性分析方法85
6.1基於裡茨法的纖維增強復合薄板阻尼特性分析85
6.1.1中面位移85
6.1.2應變能求解85
6.1.3耗散能求解87
6.1.4分析流程88
6.2基於復模量法的纖維增強復合薄板阻尼特性分析89
6.2.1位移場函數89
6.2.2本構方程90
6.2.3應變能求解91
6.2.4耗散能求解93
6.2.5分析流程94
6.3實驗驗證95
6.3.1實驗對像和測試繫統95
6.3.2兩種阻尼特性分析方法的對比與驗證96
6.4本章小結97
第7章具有振幅依賴性的纖維增強復合薄板非線性振動特性分析方法98
7.1具有振幅依賴性的纖維增強復合薄板非線性固有特性分析98
7.1.1基於應變能密度函數法的非線性理論模型的建立98
7.1.2優選阻尼力做功99
7.1.3基於裡茨法獲得非線性頻域振動方程100
7.1.4非線性固有頻率求解100
7.1.5非線性振動響應求解101
7.1.6非線性阻尼求解102
7.2基於應變能密度函數法的非線性振動特性分析流程103
7.2.1非線性固有頻率分析流程103
7.2.2非線性振動響應分析流程104
7.2.3非線性阻尼分析流程106
7.3實驗驗證106
7.3.1靜態拉伸試驗與擬合結果106
7.3.2非線性振動測試及結果108
7.3.3理論計算結果及驗證110
7.4本章小結113
第8章纖維增強復合材料參數的辨識方法115
8.1基於頻響函數測試的材料參數辨識方法115
8.1.1復合薄板頻響函數的理論計算與測試數據導出115
8.1.2辨識原理116
8.1.3材料參數辨識流程120
8.2基於平面聲波激勵下時域響應測試的材料參數辨識方法121
8.2.1平面聲波激勵下復合薄板的時域振動響應計算121
8.2.2辨識原理123
8.2.3材料參數辨識流程124
8.3材料參數辨識實例126
8.3.1測試對像及測試繫統126
8.3.2基於頻響函數測試的材料參數辨識結果及分析126
8.3.3基於平面聲波激勵下時域響應測試的材料參數辨識結果及分析130
8.4本章小結132
參考文獻133
內容簡介
本書針對纖維增強復合薄板結構在工程應用中的振動問題,繫統地介紹了其振動特性的優選測試與分析方法。其主要內容包括:緒論,基於激光掃描的纖維增強復合薄板振動特性測試方法,纖維增強復合薄板非線性剛度與阻尼的時、頻域測試方法,纖維增強復合薄板固有特性分析方法,纖維增強復合薄板振動響應特性分析方法,纖維增強復合薄板阻尼特性分析方法,具有振幅依賴性的纖維增強復合薄板非線性振動特性分析方法,纖維增強復合材料參數的辨識方法。書中所提出的理論分析方法為準確預測纖維增強復合薄板的線性及非線性振動特性提供了一種新思路,對全面建立該類型復合結構振動特性的分析方法與體繫,有較高的實用參考價值。