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《复合材料力学的现代进展与工程应用——全国复合材料力学研讨会论文集》 2007年
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泡沫铝合金梁的动力学行为

张年梅  杨桂通  
【摘要】:本研究主要分析层合泡沫铝合金梁的动力学行为,该矩形截面简支梁上作用有纵向和横向周期载荷。首先由Hamilton变分原理推导出系统的非线性动力学控制方程,之后由Galerkin方法得到用常微分动力系统表示的层合泡沫铝合金梁的运动方程,其中梁各层的厚度、材料特性及载荷的强度和频率影响着该运动方程的性质。本文采用多模态法研究了层合梁的动力学稳定性,研究发现层合泡沫铝合金梁的各层厚度和各层材料的弹性模量、泊松比对梁的动力响应稳定区的大小和位置有较大的影响,且该梁的运动有许多分岔点。当梁结构确定时,纵向和横向周期载荷的幅度和频率的改变将大大改变动力稳定区域。而当外部载荷场一定时,梁结构的层厚改变也将改变梁的动力响应特性。因而,载荷形式的变化和结构形式的变化都可能使结构的周期运动转化为混沌运动,定性分析将给出混沌运动的临界条件。文中使用Fourier功率谱,Lyapunov指数和Poincare映射描绘出梁的稳定运动区和不稳定运动区。研究结果表明层合泡沫铝合金梁在纵向和横向周期载荷作用下的动力学行为是非常复杂的,在一定条件下,梁结构的改变或外载荷的改变都将使梁的动力学行为发生本质的变化。

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