碳∕碳复合材料薄壁结构在热声载荷作用下的动态响应.pdf

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1、第29卷第3期2012年6月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityVOL29No．3Jun．20l2文章编号：2095—1248(2012)03—0016—05碳／碳复合材料薄壁结构在热声载荷作用下的动态响应蒋娜娜，沙云东，鲍冬冬(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：高速飞行器中大量使用复合材料薄壁结构，高温和强噪声联合作用的工作环境使复合材料薄壁结构表现出强非线性振动响应特性和复杂的运动形式。以四边固支碳／碳(C／C)复合材料薄壁结构为研究对象，采用有限元法计算了其在不同温度和声压级(S

2、PL)组合下的振动响应。得到了典型的振动响应运动形式．包括屈曲前的随机振动、屈曲后的跳变运动和围绕一个平衡位置的随机振动。结合振动响应的概率密度、功率谱密度，随着温度和声压级的变化，对振动响应的非线性特性进行了分析。结果表明，热载荷和声载荷对响应非线性特性的影响方式不同，强噪声载荷引起的间歇跳变降低了结构的刚度。关键词：复合材料；薄壁结构；热声载荷；动态响应；跳变响应中国分类号：V214．8文献标志码：Adoi：10．3969／j。issn。2095—1248。2012．03．004DynamicresponseofC／Ccompositethin-walledstru

3、ctureunderthermo-acousticloadingsJIANGNa—na，SHAYun—dong，BAODong—dong(FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136)Abstract：Agreatamountofcompositematerialofthin-walledstructureisusedinthehigh—speedflightve-hicles，whichpresentsstrongnonlinearcharacteristicsandc

4、omplexformsofexerciseintheworkingenviron·meritofhightemperaturesandintensenoises．TheobjectofthispaperisC／Ccompositematerialstructureswithclamping．Thispaperutilizesthefiniteelementmethodtocalculatethenonlinearrandomresponseofthincompositepanelsatvariouscombinationsofsoundpressurelevelsand

5、temperatures，andobtainsthetypicalthermo—acousticmotion，includingtherandomvibrationbeforebuckling，jumpingandtherandomvibrationaroundabalanceposition．Byanalyzingthechangeofprobabilitydensitiesandpowerspectrumdensitieswiththechangeoftemperatureandsoundpressurelevel，thispaperstudiesthenonlin

6、earcharacter-isticsofdynamicresponse．Resultsshowthatacousticloadingsandthermalloadingsinfluencethenonlinearcharacteristicsofdynamicresponseindifferentwaysandtheintermittentjumpcausedbystrongacousticloadingsreducesstructurestiffness．Keywords：compositematerial；thin·walledstructures；thermal

7、andacousticloads；dynamicresponse；snap-through未来的高速飞行器将面临高温和强噪声联合作用的严峻的工作环境，为了提高飞行性能而大收稿日期：2012—03—22作者简介：蒋娜娜(1985一)，女，河北沧州人，在读研究生，主要研究方向：复合材料薄壁结构在热声载荷作用下的动态响应，E．mail：xin_money@foxmail．COIll；沙云东(1966一)，男，黑龙江阿城人，教授，主要研究方向：航空发动机强度、振动及噪声，E～mail：Ydsha2003@vip．sina．tom。第3期蒋娜娜，等