提出了基于預(yù)埋壓力傳感器的量化測(cè)試方法,研究了螺栓松動(dòng)邊界對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合薄板振動(dòng)特性的影響。首先,自主設(shè)計(jì)并開發(fā)了帶有預(yù)埋壓力傳感器的螺栓松動(dòng)邊界下復(fù)合薄板的振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng),并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)各個(gè)部件的組成和功能;然后,歸納出一套合理、規(guī)范的松動(dòng)邊界下復(fù)合薄板的振動(dòng)測(cè)試流程,并對(duì)HF10碳纖維/樹脂復(fù)合薄板進(jìn)行了實(shí)際測(cè)試。結(jié)果表明:隨著螺栓松動(dòng)程度的不斷增加,復(fù)合薄板的固有頻率逐漸降低,模態(tài)振型的節(jié)線位置也發(fā)生了不同程度的變化,但其阻尼結(jié)果呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì);而共振和非共振響應(yīng)呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。 

【文章來(lái)源】：應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2020,37(01)北大核心CSCD

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螺栓松動(dòng)邊界下纖維增強(qiáng)復(fù)合薄板振動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)Fig.2Vibrationtestsystemoffiber-reinforcedcompositethinplateunderboltloosenessboundary

褂冒饈炙啥??栓，使得預(yù)埋的壓力傳感器的壓力數(shù)值變?yōu)槲此蓜?dòng)前的90%、80%、70%，即在松動(dòng)10%、松動(dòng)20%和松動(dòng)30%的狀態(tài)下，依次獲取纖維薄板的各階固有頻率、振型、阻尼和振動(dòng)響應(yīng)。需要注意的是，必須保證激光點(diǎn)的位置以及激勵(lì)幅度與上述步驟中的情況對(duì)應(yīng)相同，以盡可能降低其它干擾因素的影響。4螺栓松動(dòng)邊界對(duì)復(fù)合薄板振動(dòng)特性的影響規(guī)律分析本章詳細(xì)研究了不同螺栓松動(dòng)條件對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合薄板固有頻率、振型和阻尼參數(shù)的影響程度及規(guī)律。為了考察整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中壓力值的變化，圖3給出了測(cè)試獲得的壓力傳感器壓力值隨時(shí)間的變化圖，表1和圖4分別給出了不同螺栓松動(dòng)邊界條件下測(cè)試獲得的復(fù)合薄板的各階固有頻率和模態(tài)振型結(jié)果，并與未松動(dòng)狀態(tài)下的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)對(duì)比。同時(shí)，為了研究螺栓松動(dòng)邊界對(duì)復(fù)合薄板阻尼特性和振動(dòng)響應(yīng)的影響，圖5給出了不同螺栓松動(dòng)邊界下各階阻尼比的變化程度圖，表2則給出了0.5g激勵(lì)幅度下，復(fù)合薄板在一階共振和160Hz對(duì)應(yīng)的非共振狀態(tài)下的振動(dòng)響應(yīng)測(cè)試結(jié)果。圖3壓力傳感器的壓力值隨時(shí)間變化圖Fig.3Thepictureofpressurevalueofpressuresensorchangingwithtime表1不同螺栓松動(dòng)下纖維增強(qiáng)復(fù)合薄板的固有頻率Tab.1Thenaturalfrequencyoffiber-reinforcedcompositethinplateunderdifferentboltloosenessboundary模態(tài)階次(modalorder)固有頻率(naturalfrequency)/Hz安裝前未松動(dòng)(noloosenessbeforeinstall)安裝后未松動(dòng)(noloosenessafterinstall)松動(dòng)10%(looseness10%)松動(dòng)20%(looseness20%)松動(dòng)30%(looseness30%)143.843.842.542.342.0297.997.895.094.594

第1期徐忠浩，等：螺栓松動(dòng)邊界下纖維增強(qiáng)復(fù)合薄板的振動(dòng)測(cè)試方法61第3階振型(the3rdmode)第4階振型(the4thmode)圖4(a)螺栓未松動(dòng)狀態(tài)下的前四階振型(thefirst4modalshapesofboltnolooseness)第1階振型(the1stmode)第2階振型(the2ndmode)第3階振型(the3rdmode)第4階振型(the4thmode)圖4(b)螺栓松動(dòng)10%狀態(tài)下的前四階振型(thefirst4modalshapesofboltlooseness10%)第1階振型(the1stmode)第2階振型(the2ndmode)第3階振型(the3rdmode)第4階振型(the4thmode)圖4(c)螺栓松動(dòng)20%狀態(tài)下的前四階振型(thefirst4modalshapesofboltlooseness20%)第1階振型(the1stmode)第2階振型(the2ndmode)第3階振型(the3rdmode)第4階振型(the4thmode)圖4(d)螺栓松動(dòng)30%狀態(tài)下的前四階振型(thefirst4modalshapesofboltlooseness30%)圖4不同螺栓松動(dòng)下纖維增強(qiáng)復(fù)合薄板的前四階振型圖Fig.4Thefirst4modalshapesoffiber-reinforcedcompositethinplateunderboltloosenessboundary圖5不同螺栓松動(dòng)條件下阻尼比的變化程度圖Fig.5Variationdegreeofdampingratiounderdifferentboltloosenessconditions表2不同螺栓松動(dòng)條件下的共振與非共振響應(yīng)(m/s)Tab.2Theresponsesofresonantandnon-resonantunderdifferentboltloosenessconditions(m/s)響應(yīng)(respond)未松動(dòng)(nolooseness)松動(dòng)10%(looseness10%)松動(dòng)20%(looseness20%)松動(dòng)30%(looseness30%)共振(resonant)0.10710.07010.09760.1327非共振(non-resonant)0.00270.00210.00230.00351)螺栓松動(dòng)邊界狀態(tài)的改變會(huì)導(dǎo)致復(fù)合薄板固有頻率降低，但若松動(dòng)程度較小，固有頻率降低的程度明顯。例如，當(dāng)松動(dòng)程度為10%時(shí)，與未松動(dòng)狀態(tài)相比，固有頻率下?

【參考文獻(xiàn)】：
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