雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)具有兩種穩(wěn)態(tài)構(gòu)型,且兩種穩(wěn)態(tài)構(gòu)型下結(jié)構(gòu)都具有一定的承載能力。當(dāng)對(duì)雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)施加外載荷時(shí),結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生較大的變形,當(dāng)外加載荷達(dá)到結(jié)構(gòu)的跳變載荷后無(wú)需繼續(xù)加載,結(jié)構(gòu)可以在兩個(gè)穩(wěn)態(tài)構(gòu)型之間相互跳變。雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)越的力學(xué)性能使其在能量收集,沖擊吸能,振動(dòng)隔離等方面都具有廣闊的應(yīng)用前景。本文利用懸臂梁結(jié)構(gòu)失穩(wěn)時(shí)能夠產(chǎn)生翹曲變形,設(shè)計(jì)了具有兩個(gè)外伸梁的懸臂梁結(jié)構(gòu),通過(guò)對(duì)兩個(gè)外伸梁的尺寸、材料參數(shù)的設(shè)計(jì),基于懸臂梁翹曲機(jī)理制備雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu),從結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)構(gòu)型、跳變載荷兩個(gè)方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試和有限元模擬,并將實(shí)驗(yàn)和有限元結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。本文首先利用位移控制兩個(gè)外伸梁的自由端,對(duì)兩個(gè)外伸梁的翹曲構(gòu)型進(jìn)行分析,基于兩個(gè)外伸梁的翹曲機(jī)理設(shè)計(jì)了具有力學(xué)性能對(duì)稱的雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu),并對(duì)兩個(gè)外伸梁進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì),通過(guò)實(shí)驗(yàn)制備不同材料、尺寸參數(shù)的具有雙穩(wěn)態(tài)特性的懸臂梁翹曲結(jié)構(gòu)。對(duì)具有不同規(guī)模的懸臂梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,通過(guò)對(duì)整個(gè)懸臂梁結(jié)構(gòu)施加面外位移獲得雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的兩個(gè)構(gòu)型,通過(guò)記錄兩個(gè)穩(wěn)態(tài)構(gòu)型和兩個(gè)穩(wěn)態(tài)構(gòu)型之間的跳變載荷,對(duì)基于懸臂梁翹曲的雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的基本力學(xué)性能進(jìn)行了分析,同時(shí)考察了兩個(gè)外伸梁的材料、尺寸參數(shù)對(duì)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

非對(duì)稱復(fù)合材料層合板[14]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文圖 1-1 非對(duì)稱復(fù)合材料層合板[14]on-Lovett[18]等人在 1996 年采用反對(duì)稱鋪層的方法設(shè)計(jì)并制備了具有柱殼結(jié)構(gòu)，這種圓柱殼結(jié)構(gòu)既能在完全展開(kāi)的狀態(tài)下保持穩(wěn)定狀態(tài)的狀態(tài)下保持穩(wěn)定的構(gòu)型，如圖 1-2 所示，與非對(duì)稱鋪層時(shí)結(jié)構(gòu)的，這兩種構(gòu)型狀態(tài)下結(jié)構(gòu)向同一側(cè)彎曲，這種反對(duì)稱鋪層降低了扭合作用對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)構(gòu)型的影響。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文備了具有對(duì)稱的穩(wěn)態(tài)構(gòu)型的雙穩(wěn)態(tài)層合板。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)在層合纖維上施加預(yù)應(yīng)力，如圖 1-3（a）所示，在層合板的制備過(guò)程中保持預(yù)，到層合板固化成形結(jié)束，釋放預(yù)應(yīng)力。此時(shí)，由于施加在層合板兩側(cè)小，而層合板的中心區(qū)域由于無(wú)初應(yīng)力而受到壓應(yīng)力 作用，殘余應(yīng)力的使得其雙穩(wěn)態(tài)層合板表現(xiàn)出雙穩(wěn)態(tài)的特性。除了在制備的復(fù)合材料層合單軸預(yù)應(yīng)力，還可以在其正交的方向上同時(shí)施加預(yù)應(yīng)力來(lái)制備雙穩(wěn)態(tài)結(jié)-3（b）所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]非對(duì)稱正交鋪層雙穩(wěn)態(tài)復(fù)合材料的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 張曉艷.  航空制造技術(shù). 2012(17)
[2]雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的可變形機(jī)翼模型研究[J]. 張征,吳和龍,吳化平,鮑雨梅.  輕工機(jī)械. 2012(01)
[3]形狀記憶合金混雜復(fù)合材料彎曲變形的研究[J]. 李順利,張博明,李慶芬,杜善義.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(01)

碩士論文
[1]形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)主動(dòng)變形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作[D]. 王曉宏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3361650