【摘要】：運(yùn)載火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)等航天航空飛行器在運(yùn)行過程中,會(huì)受到湍流邊界層隨機(jī)荷載作用。在湍流邊界層作用下,這些飛行器結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)和聲輻射不但會(huì)引起結(jié)構(gòu)的局部疲勞破壞,也會(huì)對(duì)飛行器內(nèi)部的乘客或設(shè)備產(chǎn)生干擾,從而在很大程度上降低整個(gè)系統(tǒng)的安全性、舒適性和可靠性。由于復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比剛度大、耐高溫、耐腐蝕以及可設(shè)計(jì)性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛應(yīng)用于航天航空飛行器中。因此,開展湍流邊界層作用下復(fù)合材料結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)問題研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。本文主要研究了復(fù)合材料層合板在湍流邊界層作用下的隨機(jī)振動(dòng)問題。首先以四邊簡(jiǎn)支復(fù)合材料層合板為研究對(duì)象,對(duì)比了三類層合板理論解析解的優(yōu)劣和適用性;然后依據(jù)基于一階剪切變形理論與Reddy型高階剪切變形理論構(gòu)造的層合板單元,求解了層合板靜、動(dòng)力學(xué)問題,并應(yīng)用虛擬激勵(lì)法進(jìn)行了平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)分析;最后,通過將湍流邊界層的互功率譜密度函數(shù)進(jìn)行Fourier級(jí)數(shù)展開,從而將隨機(jī)場(chǎng)激勵(lì)作用下結(jié)構(gòu)隨機(jī)響應(yīng)問題轉(zhuǎn)化為對(duì)確定性簡(jiǎn)諧壓力場(chǎng)下作用下的響應(yīng)求解。具體工作為:1)三種復(fù)合材料層合板理論比較。目前復(fù)合材料層合板理論主要分為三類:第一類是等效單層理論,包括經(jīng)典層合板理論、一階剪切變形理論和高階剪切變形理論;第二類是三維彈性理論,包括Layerwise理論和傳統(tǒng)三維彈性理論;第三類是整體-局部理論,典型的有整體-局部1,2-3高階理論。每種理論在計(jì)算不同物理量,如撓度、自振頻率等問題上精度和計(jì)算效率都有所不同。通過數(shù)值算例,一階剪切變形和Reddy型高階剪切變形理論計(jì)算效率較高,因而將這兩種理論作為后續(xù)研究的層合板理論。2)層合板有限元靜、動(dòng)力學(xué)分析。利用基于一階剪切變形理論和Reddy型高階剪切變形理論構(gòu)造的四邊形層合板單元,計(jì)算了靜力、自振頻率、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)等結(jié)果,并應(yīng)用虛擬激勵(lì)法進(jìn)行了復(fù)合材料層合板平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)分析。3)湍流邊界層作用下的隨機(jī)動(dòng)力學(xué)分析。本文運(yùn)用傅里葉級(jí)數(shù)將湍流邊界層的互功率譜密度函數(shù)進(jìn)行展開,由此將隨機(jī)場(chǎng)激勵(lì)問題轉(zhuǎn)化為對(duì)確定性時(shí)間和空間簡(jiǎn)諧壓力場(chǎng)作用下的結(jié)構(gòu)確定性響應(yīng)求解問題,再運(yùn)用振型分解法得到了位移功率譜密度函數(shù)等結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V214;V414

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

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本文編號(hào)：2650462