马艳龙， 李映辉

(西南交通大学 力学与工程学院 应用力学与结构安全四川省重点实验室，成都 　610031)



湿热环境下复合材料薄壁梁振动特性研究

马艳龙， 李映辉

(西南交通大学 力学与工程学院 应用力学与结构安全四川省重点实验室，成都 610031)

研究湿热环境变化对复合材料薄壁梁自由振动特性的影响。给出了复合材料薄壁梁的位移场和应变场，将湿热应变引入单层材料的本构关系，基于Hamilton原理得到湿热环境下复合材料薄壁梁的多向耦合振动方程。用Galerkin法和假设模态得到薄壁梁的固有频率。讨论了周向均匀刚度(CUS)构型复合材料薄壁梁的耦合振动特点。数值计算分析了湿度、温度变化及铺层角度对梁振动特性的影响。

湿热环境；复合材料薄壁梁；自由振动；固有频率

一些细长复合材料壳体结构，如风力机叶片等常服役于湿热环境，湿热对复合材料性能有较大影响[1-3]，导致结构振动特性改变，因此研究湿热对细长复合材料结构振动特性影响机理有重要意义。

目前对湿热环境下复合材料结构振动特性的研究主要用层合梁、板、壳等模型。如Jiang等[4]将湿热应变引入单层复合材料本构关系，通过建立复合材料旋转层合梁挥舞振动方程，考察旋转效应、湿热效应、轮毂半径、纤维方向角等因素对其挥舞振动特性的影响；Shiau等[5]用直接积分法和谐波平衡法研究了湿热环境下旋转复合材料层合梁在周期激励下的动态响应和稳定性；Patel等[6]引入湿热，建立复合材料层合厚板的静力、屈曲和振动方程，并发展了13自由度C°八节点四边形板单元求解该问题；……