提出了基于預(yù)埋壓力傳感器的量化測試方法,研究了螺栓松動邊界對纖維增強復(fù)合薄板振動特性的影響。首先,自主設(shè)計并開發(fā)了帶有預(yù)埋壓力傳感器的螺栓松動邊界下復(fù)合薄板的振動測試系統(tǒng),并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)各個部件的組成和功能;然后,歸納出一套合理、規(guī)范的松動邊界下復(fù)合薄板的振動測試流程,并對HF10碳纖維/樹脂復(fù)合薄板進行了實際測試。結(jié)果表明:隨著螺栓松動程度的不斷增加,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;而共振和非共振響應(yīng)呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢。 

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

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

螺栓松動邊界下纖維增強復(fù)合薄板振動測試系統(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)槲此蓜忧暗?0%、80%、70%，即在松動10%、松動20%和松動30%的狀態(tài)下，依次獲取纖維薄板的各階固有頻率、振型、阻尼和振動響應(yīng)。需要注意的是，必須保證激光點的位置以及激勵幅度與上述步驟中的情況對應(yīng)相同，以盡可能降低其它干擾因素的影響。4螺栓松動邊界對復(fù)合薄板振動特性的影響規(guī)律分析本章詳細(xì)研究了不同螺栓松動條件對纖維增強復(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。為了考察整個實驗過程中壓力值的變化，圖3給出了測試獲得的壓力傳感器壓力值隨時間的變化圖，表1和圖4分別給出了不同螺栓松動邊界條件下測試獲得的復(fù)合薄板的各階固有頻率和模態(tài)振型結(jié)果，并與未松動狀態(tài)下的測試結(jié)果進行了詳細(xì)對比。同時，為了研究螺栓松動邊界對復(fù)合薄板阻尼特性和振動響應(yīng)的影響，圖5給出了不同螺栓松動邊界下各階阻尼比的變化程度圖，表2則給出了0.5g激勵幅度下，復(fù)合薄板在一階共振和160Hz對應(yīng)的非共振狀態(tài)下的振動響應(yīng)測試結(jié)果。圖3壓力傳感器的壓力值隨時間變化圖Fig.3Thepictureofpressurevalueofpressuresensorchangingwithtime表1不同螺栓松動下纖維增強復(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(noloosenessbeforeinstall)安裝后未松動(noloosenessafterinstall)松動10%(looseness10%)松動20%(looseness20%)松動30%(looseness30%)143.843.842.542.342.0297.997.895.094.594

第1期徐忠浩，等：螺栓松動邊界下纖維增強復(fù)合薄板的振動測試方法61第3階振型(the3rdmode)第4階振型(the4thmode)圖4(a)螺栓未松動狀態(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30%狀態(tài)下的前四階振型(thefirst4modalshapesofboltlooseness30%)圖4不同螺栓松動下纖維增強復(fù)合薄板的前四階振型圖Fig.4Thefirst4modalshapesoffiber-reinforcedcompositethinplateunderboltloosenessboundary圖5不同螺栓松動條件下阻尼比的變化程度圖Fig.5Variationdegreeofdampingratiounderdifferentboltloosenessconditions表2不同螺栓松動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(nolooseness)松動10%(looseness10%)松動20%(looseness20%)松動30%(looseness30%)共振(resonant)0.10710.07010.09760.1327非共振(non-resonant)0.00270.00210.00230.00351)螺栓松動邊界狀態(tài)的改變會導(dǎo)致復(fù)合薄板固有頻率降低，但若松動程度較小，固有頻率降低的程度明顯。例如，當(dāng)松動程度為10%時，與未松動狀態(tài)相比，固有頻率下?

【參考文獻】：
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