基于有效三维损耗矩阵的复合材料层合板模态阻尼预测

关永军¹，危银涛¹

(1.清华大学,汽车工程系,汽车安全与节能国家重点实验室,北京,100084)

摘要:为了在复合材料层合板阻尼分析中既考虑层合板厚度方向应力、应变对结构阻尼的贡献,又不增加厚度方向的单元数量,基于复合材料的有效三维阻尼矩阵预报理论,建立了新的高效复合材料结构模态阻尼的三维有限元预测方法.沿层合板厚度方向将原结构分成若干亚层,每一亚层包含若干单层.根据合成理论计算每一亚层的刚度矩阵、柔度矩阵和有效三维阻尼损耗矩阵.对亚层划分单元,进行结构的有限元模态分析.根据模态分析结果,利用有效三维阻尼矩阵求出各个模态对应的模态阻尼.利用该理论,分别计算了单向层合板、对称层合板以及厚板的结构模态阻尼.数值计算结果表明,该方法具有很好的适用性,其优点在于既考虑了板厚方向的阻尼贡献,又减少了厚度方向的单元数,提高了计算的准确性和效率.

关键词:复合材料层合板; 模态阻尼; 有限元; 三维有效损耗矩阵;

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