熱聲載荷作用下復(fù)合材料薄板的非線性響應(yīng)

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1、第30卷第5期2013年10月沈陽(yáng)航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)JoumalofShenyaIlgAemspaceUIliversityV01．30No．50ct．2013文章編號(hào)：2095—1248(2013)05一O005—05熱聲載荷作用下復(fù)合材料薄板的非線-

2、!生響應(yīng)鮑冬冬，沙云東，魏靜(沈陽(yáng)航空航天大學(xué)航空航天工程學(xué)部(院)，沈陽(yáng)110136)摘要：高溫強(qiáng)噪聲作用直接影響復(fù)合材料薄壁結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性，熱載荷引起的熱應(yīng)力使結(jié)構(gòu)發(fā)生熱屈曲，強(qiáng)噪聲載荷使結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜的振動(dòng)響應(yīng)形式。針對(duì)熱聲載荷作用下薄壁結(jié)構(gòu)的非線性響應(yīng)問(wèn)題，以四邊簡(jiǎn)支矩形復(fù)合材料薄壁板為研究對(duì)象，計(jì)

3、算不同溫度和聲壓級(jí)組合下的典型熱聲響應(yīng)。通過(guò)功率譜密度隨溫度和聲壓級(jí)的變化，以及不同聲壓級(jí)下位移響應(yīng)均方根值(RMs)的比較，對(duì)復(fù)合材料熱聲響應(yīng)的非線性特性進(jìn)行分析。結(jié)果表明：熱聲載荷作用下復(fù)合材料薄壁結(jié)構(gòu)的非線性響應(yīng)特性顯著，可以從PsD圖中看出屈曲前后的基頻都有明顯的變化，跳變前后結(jié)構(gòu)剛度是先降低后升高，結(jié)構(gòu)有硬化現(xiàn)象出現(xiàn)。關(guān)鍵詞：薄壁結(jié)構(gòu)；非線性響應(yīng)；屈曲；跳變響應(yīng)中圖分類號(hào)：V215．5文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2013．05．002NoIllinearresponseofcompositeplate

4、subjecttothermo-acousticloamngsBAODong-dong，SHAYun—dong，WEIJing(FacultyofAerospaceEngineering，shenyaIlgAemspaceUIliVers時(shí)，ShenyaIlg110136)Abstract：ThedynaIlliccharacteristicsofcompositethin—walledsmlcturesareaffecteddirecⅡyby11igh—in—tensit)racousticloadingsinanelevatedtemperamre．

5、Thethe珊alsⅡ℃ssescausedbytllememalloadingscallresultinmetllemalbuckIing，whilet11eacousticloadingscanmakesmlctIlresVibrateincomplicatedmotionfoms．Togetmenonhnearresponseofmin—wdlledstnlcturestome衄a1一acoustic10adings，tllesimplysup-portedrectangularcompositeplatemodelwithdif艷rentcomb

6、inationsoftemperatIlresandSPLsisutilized．Thent11ePSDcharact耐sticswimtemperaturesaIldSPLsareaIlalyzedandmeRMSunderdifferentSPLsarecomparedtoobtaint11enonhnearchamcteristicsofcompositematerialswimmeHIlal—acousticloadings．Theresultsshowthattlleresponsesofcompositemin—walledsmlctures

7、tothethe姍0一acoustic10adingsareobVi—ouslynonlineaur，andtllenamre舵quenciesinbotllpre√postbucklingsareapparentlydiffbrentintIlePSD．Thes廿Ilcturalstifmessreduced，thenincreasedbeforeaIldafterthesnap-tllrou曲motion，resultingint11ehardellingphenomenon．Keywords：tllin—walledstnlcmres；nonlin

8、earresponse；buckling；snap—t11roughresponse如今飛行器的工作環(huán)境日益嚴(yán)峻，飛行器表面的薄壁結(jié)構(gòu)處于熱載荷和噪聲載荷等其他載荷的聯(lián)合作用，而薄壁結(jié)構(gòu)在熱和強(qiáng)噪聲載荷的共同作用下將表現(xiàn)出復(fù)雜的非線性響應(yīng)。但模擬高溫強(qiáng)噪聲試驗(yàn)環(huán)境的費(fèi)用極高，獲得可靠的測(cè)試數(shù)據(jù)很困難，因此飛行器設(shè)計(jì)部門在研發(fā)階段不得不利用數(shù)值方法來(lái)研究薄壁結(jié)構(gòu)在熱聲載荷環(huán)境下的非線性隨機(jī)響應(yīng)特

9、生分析和疲勞壽命估算。收稿日期：2013一02—03基金項(xiàng)目：航空科學(xué)基金資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：02C54007)作者簡(jiǎn)介：鮑冬冬(1989一)，女，吉林農(nóng)安人，碩

10、士研究生，主要研究方向：復(fù)合材料薄壁結(jié)構(gòu)在熱聲載荷作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，E—mail