剪切褶皱薄膜动态特性分析
2011-03-12李云良鲁明宇谭惠丰谭忆秋
哈尔滨工业大学学报 2011年2期
李云良,鲁明宇,谭惠丰,谭忆秋
(1.哈尔滨工业大学交通科学与工程学院,150090哈尔滨,liyl-hit@163.com;2.哈尔滨工业大学土木工程博士后流动站,150090哈尔滨;3.香港理工大学机械工程学院,香港;4.哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,150001哈尔滨)
在薄膜结构中,由于薄膜的抗弯刚度很小,所以往往有褶皱存在[1-2].褶皱将影响到薄膜的稳定性及其应力分布,而且还会对薄膜的动态特性产生一定的影响[3].目前对于薄膜褶皱的形成及扩展规律进行了广泛研究[4-6],而对于薄膜产生褶皱后的动态特性的研究则相对较少.
Kukathasan等[7]对具有褶皱薄膜的自振特性进行了数值模拟分析.对薄膜褶皱的处理采用了迭代薄膜性能方法(IMP),分析了不同褶皱模式对于薄膜振动的影响,分析中还考虑了空气阻尼的影响,并与实验研究结果进行对比分析.Hossai和Jenkins[8-9]研究了具有褶皱的三角形薄膜和环形薄膜的振动特性,褶皱的模拟采用修正材料罚参数方法(PPMM).罚参数是在平面内的小主应力方向上分配一个近似于零的刚度值,以消除刚度矩阵的奇异使计算获得收敛.具有褶皱薄膜的振动模态与不具有褶皱薄膜的振动模态相比发生了很大变化,二者的固有频率也存在着一定区别.
薄膜产生褶皱以后,其平衡位形发生了变化,因此具皱薄膜的振动应当在褶皱的构形基础上进行,才能获得更为精确的分析结果;同时由于褶皱构形引起的薄膜平衡位形的变化及褶皱区域的应力分布特点,导……
登录APP查看全文
