基于能量有限元法的耦合层合梁振动分析
Vibration analysis of coupled laminated beam based on energy finite element method
陈校锋 1朱翔 2李天匀 2陈梅英3
作者信息
- 1. 华中科技大学 船舶与海洋工程学院,湖北 武汉 430074;船舶与海洋水动力湖北省重点实验室,湖北 武汉 430074
- 2. 华中科技大学 船舶与海洋工程学院,湖北 武汉 430074;船舶与海洋水动力湖北省重点实验室,湖北 武汉 430074;高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海 200240
- 3. 中国舰船研究设计中心,湖北 武汉 430064
- 折叠
摘要
为了克服有限元法和统计能量法在中高频段振动分析的不足,本文采用能量有限元法开展了复合材料层合梁的中高频振动分析.基于一阶剪切变形理论,推导了复合材料层合梁的时间平均和空间平均的能量密度和功率,建立结构的能量密度控制方程.根据功率流的连续性建立耦合节点处的连接矩阵,得到总体能量有限元方程.利用有限元方法求解得到对称层合梁的能量密度分布.与波传播法的对比验证了本文耦合层合梁能量有限元模型的准确性.采用Timoshenko梁模型和Euler梁模型计算不同细长比的层合梁的振动,发现转动惯量和剪切变形效应会对较高频段下的振动响应产生显著的影响.耦合角度的增大会增强不同波形之间的转换.能量有限元法适用于传播波波长小于结构尺寸的频段.
关键词
层合梁/能量有限元法/能量密度/一阶剪切变形/功率传输系数Key words
laminated beam/energy finite element method/energy density/first-order shear deformation/power transfer coefficient引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金(51879113)
国家自然科学基金(51839005)
出版年
2023
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