变角度纤维复合材料环扇形层合板的自由振动分析

作者：王洋; 聂国隽^*

来源：力学季刊, 2020, 41(02): 278-287.

DOI：10.15959/j.cnki.0254-0053.2020.02.008

• 变角度纤维复合材料
• 环扇形层合板
• 自振频率
• 微分求积法

与传统的直线纤维增强复合材料相比,变角度纤维复合材料具有更强的可设计性,为改善结构性能提供了更大的可能.鉴于此,本文将研究纤维的变角度铺设对复合材料环扇形层合板的自振频率及振动模态的影响.假设纤维的方向角沿环扇形板的径向线性变化,基于经典的层合板理论,采用微分求积法获得了环扇形层合板自由振动问题的数值解.通过与现有文献及ABAQUS有限元结果的比较验证了本文模型及方法的正确性和收敛性,并详细分析了纤维起始角和终止角的变化对层合板的自振频率及振动模态的影响.研究结果表明:与常刚度层合板相比,变角度纤维复合材料层合板的基频具有更大的调整空间,通过合理选择纤维起始角和终止角可有效提高层合板的基频.研究结果可为该种新型复合材料结构的优化设计提供一定的参考.

• 单位
  同济大学