夹芯的典型参数对夹层板受迫振动影响分析.pdf

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1、2011年第2期上海航天AEROSPACESHANGHAI文章编号：1006一1630(2011)02一0069一04夹芯的典型参数对夹层板受迫振动影响分析卫洪涛，孔宪仁(哈尔滨工业大学卫星技术研究所，黑龙江哈尔滨150086)摘要：根据伽辽金法，用Matlab／SimuIink软件对推导的经典板假设理论、一阶剪切理论蜂窝夹层板运动方程进行了数值仿真。简单算例的计算结果表明两者基本一致。基于一阶剪切理论讨论了蜂窝夹芯泊松比对蜂窝夹层板低阶频率的影响。发现当泊松比接近1时对频率响应有显著的影响。关键词：蜂窝夹层板；

2、伽辽金法；一阶剪切理论；泊松比；频率响应中图分类号：V414．6文献标志码：A。EffectofSpecificParameterofHoneycombCoreonForcedVibrationofSandwichPanelWEIHong—tao，KONGXian-ren(ResearchInstituteofSatelliteTechnology，HarbinlnstituteofTechnology，HarbinHeilongjiang150086，China)AbstI·act：AccordingtoGal

3、erkinmethod，thenumericalsimulationoftheequationsderivedbytheclassicalplateassumptiontheoryandtheoneordersheardeformationtheoryforforcedvibrationofahoneycombcoresardwichpanelwasdonewithinMatlab／Simulinksoftwareinthispaper．Theresultsofasimplecaseshowedthatthetw

4、otheoriesweresimilar．TheeffectofPoissonratioofthehoneycombcoreontheoneordernaturalfrequencyofthewholepanelbasedonthelowordersheardefomationtheorywasdiscussed．ItwasfoundthatthePoissonratiohadgreateffectivenessonthefrequencyresponsewhenitwasnearto1．Keywords：Hon

5、eycombcorepanel；Galerkinmethod；0neordersheardefomationtheory；Poissonratio；FrequencyrespOnseO引言蜂窝夹层板因其高比硬度和比刚度在工业领域获得了广泛应用，尤其是航天器大量采用蜂窝夹层结构用于外壳面板、承载结构，研究蜂窝夹层结构的振动响应对研究整个航天器的动力学响应意义重大。对蜂窝板自由振动的研究获得了大量成果，由不同假设前提可建立不同的位移场，进而通过虚位移原理和变分方法得到夹层板的运动方程以预测蜂窝夹层板自由振动[I]。研

6、究多针对蜂窝板的自由振动进行建模分析[z_]。文献[2]用一阶和高阶剪切理论，通过汉密尔顿方程推导了四边简支蜂窝夹层板的自由振动运动方程，假设解为纳维解的简化形式，代入运动方程，用解得的代数方程组得到夹层板收稿日期：2009一03—23；修回日期：2010—06一18作者简介：卫洪涛(1982一)，男，博士生，主要研究方向为结构动力学。的低阶基频，另还研究了蜂窝胞元构造、夹心层高度及蜂窝胞元大小对蜂窝夹层板自由振动基频的影响。文献[3]用汉密尔顿方法推导了一阶剪切理论蜂窝夹层板的自由振动运动方程，用类似文献[2]

7、的方法求解夹层板基频，讨论了经典理论和一阶剪切理论模型在求解蜂窝板不同阶次振动频率时的差别，以及蜂窝芯剪切模量和蜂窝夹芯密度对蜂窝板低阶频率的影响。本文从受迫振动角度分析了蜂窝夹层板受迫振动响应，比较了经典假设和一阶剪切理论两种方法的计算结果，用一阶剪切理论运动方程研究了蜂窝夹芯层泊松比对整板振动响应的影响。1位移场定义采用经典板假设和一阶剪切理论研究夹层板的受迫振动，蜂窝夹层板的坐标系如图1、2所示。图中：^为蜂窝夹芯的沿y向的壁板边长；口为蜂窝夹上海航天AEROSPACESHANGHAl2011年第2期图l蜂

8、窝夹层板坐标系Fig．1C∞rdinateofsandwichpaneI图2蜂窝夹芯胞元示意Fig．2CelIofh帅eycombc0弛芯倾斜壁板与oz轴的夹角；f为蜂窝夹芯胞元的壁板厚度；z为蜂窝夹芯胞元的倾斜壁板边长。经典板假设位移场可表示为f“l(z，，，z，f)一一删。；<口；(z，y，2，￡)一一删y；(1)【训i—w(z，y，t)．Pf为蜂窝夹层板各层的密度；