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《大连理工大学》 2003年
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分层损伤复合材料层合板振动与声特性研究

洪明  
【摘要】:随着21世纪的到来,复合材料层合结构以其独特的优势,广泛地应用在各个工程领域,科学与技术的发展,对工程结构的设计和评价的标准也越来越高,涉及的理论自然广泛且深入,复合材料层合结构性能的研究引起从事相关领域学者的极大兴趣。 比强度和比刚度高、抗疲劳、抗振动和结构可设计性强等独特的优点,同样由于层合板构造的特点,在其制造和服役过程中常常会出现分层损伤现象,分层不仅引起层合板结构强度和刚度降低,在外力作用下,当分层区域在结构中扩展达到一定规模,层合结构出现的结构力学性能劣化并可能导致结构整体失效。为了有效地保证结构承载能力的可靠性,对一些特种结构考虑损伤导致的结构强度的弱化与声学谱变易,对含分层层合结构力学特性和声学特性的研究是十分有意义的。 以舰艇声纳导流罩为研究工程背景,本文的主要研究工作是对健康完整和含层间分层损伤复合材料结构的振动特性和声学特性的分析探讨上。舰艇声纳导流罩的动力特性和声特性结构上涉及到复合材料结构动力学、损伤力学以及多介质、多场耦合力系等近代力学分支,因此,健康和分层损伤复合材料层合板结构动力特性和水中声学特性研究的课题,既有重要的理论研究的意义,也具有实际工程价值。 纤维增强复合材料层合结构分层损伤研究可以归结为材料细观损伤力学方法、连续介质损伤力学方法和统计损伤力学方法,本文是基于连续介质范畴的结构损伤方法的研究,数值分析是采用结构有限元与流体边界元的结合方法。概括起来包含模型试验、结构振动和声方面,进行了T300/QY8911层合板梁的低阶固有频率和模态阻尼测量,针对存在不同大小分层区域的板梁,从试验方面研究了其的动力特性;在含层间分层损伤结构分析模型的描述中,分层区采用了界面虚拟单元,结合单层板的材料特性,基于结构耗散能理论,计算讨论了分层大小对受损结构固有频率、模态阻尼和传递函数等结构振动参数的影响;为了研究分层损伤结构对其声特性的影响,对结构的触水声特征值进行了分析,同时,构造分析了平面声波引起损伤结构的振动响应,研究了不同分层大小和厚度方向位置对含损层合板振动传递函数的变异特征。利用编制相应的计算机程序系统,对振动和声特性的系统分析,为了解损伤结构的特点,进一步研究损伤结构的识别提供了必要的储备。 本文通过对含层间损伤复合材料层合结构的振动和声特性研究,理论上初步构造了分析方法,对典型结构的数值分析,概念上给出损伤对结构振动和声特征的影响,因此,研究工作既有理论意义也有实际应用背景。 大月吃月吐口二大学协创七今全文 分忍担份岌合材转层金极兔时每声特性布降究 本研究工作受到国家自然科学基金(含损复合材料结构的损伤扩展、破坏和承载能力 [599750141)和(含损复合材料加筋板壳非线性动态特性和破坏行为[102720251), 以及工业装备结构分析国家重点实验室开放基金(舰船复合材料结构动态响应及声辐射研 究)的资助。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TB33

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【引证文献】
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1 施卫华;浸水结构动力特性与声辐射特性研究[D];大连理工大学;2010年
2 王虎虎;基于自适应进化策略的舰船加筋结构动力优化[D];大连理工大学;2010年
3 宋媚婷;压电智能结构振动主动控制及优化配置研究[D];大连理工大学;2011年
4 张强;含损伤加筋板结构稳定特性变异研究[D];大连理工大学;2006年
5 由红;基于Monte Carlo法结构随机损伤有限元动力特性研究[D];大连理工大学;2006年
6 赵伟;基于小波分析和神经网络技术相结合的复合材料层合结构的分层损伤诊断[D];大连理工大学;2006年
7 刘连海;含损伤加筋结构水中振动与声辐射特性研究[D];大连理工大学;2006年
8 吉桂秀;含多分层复合材料层合板和加筋板的自由振动特性研究[D];大连理工大学;2006年
9 付喜华;舰船加筋结构声辐射阻尼研究[D];大连理工大学;2008年
10 于航;纤维复合材料粘弹性动态特性的细观力学分析[D];南京航空航天大学;2012年
【共引文献】
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1 贾地;缪旭弘;庞福振;;声激励下板柱组合结构水下近场声学特性数值研究[J];船舶工程;2011年S2期
2 张效慈;柔性面技术在新概念潜艇中的应用[J];船舶力学;2003年01期
3 洪明,陈浩然;含分层损伤复合材料层合板声激励下振动特性研究[J];船舶力学;2004年02期
4 郭新毅,洪明,李艮田;含损伤加筋板结构辐射声功率及指向性变异研究[J];船舶力学;2005年04期
5 戴绍仕;姚熊亮;李卓;;三维陷落腔脉动压力分布特性实验研究[J];船舶力学;2010年05期
6 邹明松;吴有生;沈顺根;吴文伟;;考虑航速及自由液面影响的声介质中三维结构水弹性力学研究[J];船舶力学;2010年11期
7 戴绍仕;冯麟涵;姚熊亮;张倩;;陷落腔跨度对剪切层自持振荡特性的影响[J];传感器与微系统;2010年05期
8 邹玉炜;黄学良;柏杨;谭林林;;基于PZT的超声波无接触能量传输系统的研究[J];电工技术学报;2011年09期
9 刘厚林;郭海洋;唐勇军;;不锈钢城轨车辆薄板结构辐射声功率优化分析[J];电力机车与城轨车辆;2011年01期
10 龚林正;张明哲;李忠卫;王红燕;何应东;;大容量空调噪声研究及防治[J];甘肃科学学报;2006年01期
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1 李双;靳海水;何继访;;基于两种模态方法的结构声主动控制[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
2 丁少春;朱石坚;楼京俊;;鱼雷壳体结构的统计能量分析[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
3 缪旭弘;罗斌;徐振宇;姚熊亮;;敷设去耦材料的双壳结构水下振动声辐射试验初步分析[A];第十一届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2007年
4 石焕文;仇菲菲;肖静;徐春龙;;圆柱壳的声辐射计算及程序的MATLAB界面设计[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
5 李东升;吕世金;俞孟萨;;水面舰船水动力辐射噪声工程估算[A];水下噪声学术论文选集(1985-2005)[C];2005年
6 何祚镛;;实艇设备结构振动和水声声强测试分析及噪声源的判别[A];水下噪声学术论文选集(1985-2005)[C];2005年
7 尹玉;章林柯;陶建成;;圆柱壳体声辐射估计中的传感器配置方式研究[A];第十三届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2011年
8 张占阳;白振国;;带流体负载的有限长圆柱壳声散射[A];第十三届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2011年
9 李东升;廖彬彬;朱正道;白振国;庞业珍;;耐压隔声去耦复合结构消隔声性能试验方法[A];第十三届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2011年
10 王宁;刘耀宗;温激鸿;;附加柔性端板的圆柱壳自由振动分析[A];第二十一届全国振动与噪声高技术及应用学术会议论文集[C];2008年
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1 刘松;基于相位共轭方法进行声源识别和定位[D];大连理工大学;2011年
2 李凯;基于声强可视化的船舶结构声振能量特性研究[D];大连理工大学;2011年
3 李鸿秋;板/壳—腔结构声振耦合分析及减振降噪优化研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 黄修长;舱筏隔振系统声学设计及优化、控制[D];上海交通大学;2011年
5 江东;基于磁悬浮效应的振动测试系统[D];哈尔滨理工大学;2011年
6 石焕文;裂纹及水介质对薄板振动和辐射声场特征的影响[D];陕西师范大学;2004年
7 邹元杰;水中阻尼复合壳体结构声振特性的数值分析[D];大连理工大学;2004年
8 梁军林;水泥混凝土路面断裂破坏机理及应用研究[D];长安大学;2004年
9 孙丽萍;能量有限元法研究及其应用[D];哈尔滨工程大学;2004年
10 李双;基于模态分析方法的有源声学结构研究[D];西北工业大学;2007年
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1 谭学者;水下低频隔声特性理论与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 郭冲冲;边界条件下矢量噪声场的时空相关特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 辛天龙;热声热机回热器特性研究[D];中南大学;2011年
4 张波;基于MATLAB的结构振动声辐射数值计算研究[D];西南交通大学;2011年
5 陈伟;水下结构流固耦合及声辐射数值方法研究[D];华中科技大学;2009年
6 翟树成;基于TR-PIV湍流场测试的流动噪声探索研究[D];中国舰船研究院;2011年
7 高菊;多激励作用下单、双层圆柱壳声振分析[D];华中科技大学;2011年
8 王刚;镁合金夹层板的力学性能和隔声性能研究[D];大连交通大学;2011年
9 杨东杰;舱段典型机械结构振动传递特性研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 李中政;弹性薄板的近域声场特性研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
【同被引文献】
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1 王基盛,杨庆山;流体环境中结构附加质量的计算[J];北方交通大学学报;2003年01期
2 陈塑寰,韩万芝,王家林;随机参数结构的响应分析[J];兵工学报;1994年01期
3 鲁大伟,李书;小波变换在层板实时损伤检测中的应用[J];北京航空航天大学学报;2003年11期
4 吴大方,刘安成,麦汉超,房元鹏;压电智能柔性梁振动主动控制研究[J];北京航空航天大学学报;2004年02期
5 董聪,何庆芝;随机疲劳累积损伤可靠性分析模型[J];北京航空航天大学学报;1995年02期
6 吴祥法,杨国树;随机参数结构动特性的统计分析[J];北京理工大学学报;1996年01期
7 庄小燕,陈浩然;基于动力有限元分析和神经网络技术的含分层复合材料层合板的损伤诊断[J];玻璃钢/复合材料;2004年05期
8 田农;薛忠民;陈淳;张佐光;;纤维增强聚合物基复合材料阻尼性能的研究进展[J];玻璃钢/复合材料;2009年01期
9 吕文涛,张继栋;应力波实时实验技术的若干问题[J];爆炸与冲击;1993年03期
10 程广利,朱石坚,伍先俊;统计能量分析法及其损耗因子确定方法综述[J];船舶工程;2004年04期
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1 由红;洪明;;基于Monte Carlo法结构随机损伤有限元动力特性研究[A];2005年船舶结构力学学术会议论文集[C];2005年
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1 黎胜;水下结构声辐射和声传输的数值分析及主动控制模拟研究[D];大连理工大学;2001年
2 邹元杰;水中阻尼复合壳体结构声振特性的数值分析[D];大连理工大学;2004年
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1 陈凤;基于精细积分法的压电智能结构振动最优控制[D];大连理工大学;2010年
2 王虎虎;基于自适应进化策略的舰船加筋结构动力优化[D];大连理工大学;2010年
3 李卫华;板架结构稳定性综合分析及其计算程序系统的研制[D];武汉理工大学;2002年
4 李雪良;船体板的屈曲和极限强度分析[D];武汉理工大学;2004年
5 徐大清;基于小波分析的损伤检测研究及管道应用[D];大连理工大学;2004年
6 李艮田;损伤对板架结构动力特性影响研究[D];大连理工大学;2003年
7 马宁;复合材料湿热粘弹性理论及纳米尺度物质在固体表面运动模拟[D];大连理工大学;2005年
8 郭新毅;含损伤加筋板结构振动与声特性变异研究[D];大连理工大学;2005年
9 付小平;岩体力学中节理裂隙损伤边界元方法与程序[D];浙江大学;2006年
10 郝清;船舶与海洋平台甲板结构有频率约束的动力优化研究[D];大连理工大学;2006年
【二级引证文献】
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1 艾春安;彭炯;徐志高;李剑;曾一平;;结构参数对模态方法检测脱粘缺陷的影响研究[J];玻璃钢/复合材料;2013年03期
2 漆文凯;程博;刘磊;;含分层损伤复合材料层合板振动特性[J];航空动力学报;2013年04期
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1 安小同;基于有限元/边界元的水下结构振动声辐射研究[D];大连理工大学;2011年
2 宋媚婷;压电智能结构振动主动控制及优化配置研究[D];大连理工大学;2011年
3 付喜华;舰船加筋结构声辐射阻尼研究[D];大连理工大学;2008年
4 王其峰;流体加载下含损伤板式结构声振特性研究[D];大连理工大学;2009年
5 邹平;加筋板拓扑结构与声辐射特性研究[D];湖南大学;2009年
6 毛程亮;船舶板式结构振动及声辐射特性研究[D];大连理工大学;2009年
7 许俊臣;船舶加筋结构的运行模态分析及动力减振优化[D];大连理工大学;2013年
8 郝秀红;压电层合板加膜结构振动主动控制与优化[D];大连理工大学;2013年
9 刘城;基于FEM/IBEM的浸水结构振动特性及声辐射特性研究[D];大连理工大学;2013年
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3 姚明辉;;压电复合材料层合板的混沌动力学研究[A];The 5th 全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2011年
4 吕光全;张纪奎;程小全;;厚截面复合材料层合板固化过程数值模拟研究[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第二卷)[C];2010年
5 谢宗蕻;张磊;苏霓;;离位增韧复合材料层合板低速冲击阻抗性能试验研究[A];复合材料:创新与可持续发展(下册)[C];2010年
6 郭兆璞;陈浩然;;复合材料层合板粘弹性屈曲分析[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
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10 王星;王磊;董石麟;;板锥网壳结构的设计与施工[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2000年
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6 彭文杰;复合材料层合结构极限强度预测方法及分层应力最小化研究[D];华中科技大学;2009年
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8 吴莹;SMA拟弹性对增强复合材料层合板抗弯曲与低速冲击响应分析[D];华中科技大学;2009年
9 姜封国;结构系统基于可靠性的优化设计研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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1 马洪涛;变刚度复合材料层合板的力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
2 亢佳佳;压电复合材料层合板自适应结构有限元分析及控制[D];西安电子科技大学;2010年
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7 邵明;有限元法在复合材料层合板力学性能中的应用研究[D];浙江大学;2013年
8 秦建兵;复合材料层合板的屈曲及侵彻行为研究[D];太原理工大学;2013年
9 邓君;纤维增强复合材料层合板抗冲击性试验及数值分析[D];南京航空航天大学;2010年
10 王昌海;复合材料层合板的低速冲击损伤模拟[D];天津大学;2012年
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