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使用频域谱有限元模型分析叠层复合材料壳板的波传播。 (英语) Zbl 1481.74513号

摘要:本文提出了一种用于研究复合材料层合板中波传播的频域谱有限元模型。SFEM公式是用两种不同的理论推导出来的:(i)考虑剪切变形的一阶剪切变形理论(FSDT)和(ii)忽略剪切变形的经典壳理论(CST)。这里的谱方法基于快速傅里叶变换(FFT)和逆快速傅立叶变换(IFFT)的使用。谱单元使用精确的形状函数,并将节点位移与单元的节点力联系起来,得到一个频率相关的精确动态刚度矩阵。通过将波数色散和固有频率的现有结果与公布的结果进行比较,验证了该公式。然后,使用当前的SFEM进行层压复合材料壳板的波数色散、相速度和群速度以及波传播分析。数值研究表明,基于CST的SFEM获得的波数与FSDT在高频下的波数有显著差异。群速度和波传播响应的CST结果显示,即使在相对较低的频率下,也与平面外弯曲模式的FSDT结果存在显著偏差。复合材料壳板的正交各向异性比和叠层布置对群速度和弯曲模波传播响应有显著影响。

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74K25型 外壳
74平方米 谱及相关方法在固体力学问题中的应用
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参考文献:

[1] Doyle,J.F.,《结构中的波传播》(1997),施普林格出版社:纽约施普林格·兹伯利0876.73018
[2] Mahapatra,D.R。;Gopalakrishnan,S。;Sankar,T.S.,基于谱元的多连接不对称叠层复合梁波传播分析解决方案,J.Sound Vib,237819-836(2000)
[3] Mahapatra,D.R。;Gopalakrishnan,S.,用于分析叠层复合梁中轴向弯曲剪切耦合波传播的谱有限元模型,Compos。结构。,59, 67-88 (2003)
[4] Lee,U。;Jang,I.,轴向加载弯曲-剪切-扭转耦合复合材料Timoshenko梁的谱元模型,Compos。结构。,92, 2860-2870 (2010)
[5] 南达州。;卡普里亚,S。;Gopalakrishnan,S.,《基于有效分层理论的复合梁和夹层梁波传播分析的谱有限元》,J.Sound Vib,333320-3137(2014)
[6] 南达州。;Kapuria,S.,弯曲光束中波传播的谱有限元,J.Vib。灰尘。,137, 1-10 (2015)
[7] 南达州。;Kapuria,S.,《使用经典和一阶剪切变形理论分析叠层复合材料曲梁波传播的谱有限元》,Compos。结构。,132, 310-320 (2015)
[8] Chakraborty,A。;Gopalakrishnan,S.,各向异性材料中波传播分析的谱公式板元,计算。方法应用。机械。工程,194,4425-4446(2005)·Zbl 1173.74463号
[9] Chakraborty,A。;Gopalakrishnan,S.,叠层复合板中波传播分析的谱有限元模型,J.Vib。灰尘。,128, 477-488 (2006)
[10] 密特拉,M。;Gopalakrishnan,S.,使用小波谱元方法的各向异性板中的波传播分析,J.Applied Mech,75,1-6(2008)
[11] Barbieri,E。;A.卡马拉诺。;De Rosa,S。;Franco,F.,《使用谱有限元方法的复合板波导》,J.Vib。控制,15347-367(2009)·Zbl 1272.74246号
[12] 哈伊海达里,H。;Mirdamadi,H.R.,用谱有限元法分析非对称交叉层合板的自由和瞬态振动,《机械学报》,2232477-2492(2012)·Zbl 1307.74010号
[13] Samaratunga,D。;杰哈·R。;Gopalakrishnan,S.,剪切变形复合材料层合板中波传播的小波谱有限元,合成。结构,108341-353(2014)
[14] I.Park,T.Kim,U.Lee,任意边界条件薄板振动分析的频域谱元模型,工程数学问题,文章ID 9475397(2016)1-20·Zbl 1400.74069号
[15] 巴赫拉米,S。;Shirmohammadi,F。;Saadatpour,M.M.,使用谱元法对薄扁壳进行振动分析,应用数学模型,44,470-480(2017)·Zbl 1443.74023号
[16] Reddy,J.N.,层压复合材料板壳力学(2004),CRC出版社:佛罗里达州博卡拉顿CRC出版社·Zbl 1075.74001号
[17] 南达州。;Bandyopadhyay,J.N.,带切口的层压复合材料圆柱壳的非线性自由振动分析,J.Reinf。塑料。组成。,26, 1413-1427 (2007)
[18] Reddy,J.N.,《中厚层合壳的精确解》,J.Eng.Mech。,110, 794-809 (1984)
[19] 利布雷斯库,L。;Khdeir,A.A。;Frederick,D.,叠层复合材料扁壳型面板的剪切变形理论及其响应分析I:自由振动和屈曲,《机械学报》,76,1-33(1989)·Zbl 0664.73033号
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