Ⅰ型夾芯金屬夾層板振動(dòng)特性數(shù)值仿真分析

Ⅰ型夾芯金屬夾層板振動(dòng)特性數(shù)值仿真分析Ⅰ型夾芯金屬夾層板振動(dòng)特性數(shù)值仿真分析摘要：本文針對(duì)Ⅰ型夾芯金屬夾層板的振動(dòng)特性進(jìn)行了數(shù)值仿真分析。通過(guò)建立夾層板的有限元模型，并對(duì)其進(jìn)行力學(xué)分析，得出了夾層板的自然頻率和模態(tài)形態(tài)。通過(guò)對(duì)比不同參數(shù)下的夾層板振動(dòng)特性差異，分析了三個(gè)主要參數(shù)（夾層板厚度、芯層厚度和面層材料）對(duì)夾層板振動(dòng)特性的影響。關(guān)鍵詞：夾芯金屬夾層板；振動(dòng)特性；有限元模型；自然頻率；模態(tài)形態(tài)Ⅰ.引言?shī)A芯金屬夾層板作為一種常用的結(jié)構(gòu)材料，具有重量輕、剛度高、抗彎性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天、汽車等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。其振動(dòng)特性是影響夾層板結(jié)構(gòu)性能的重要因素。為了更好地了解夾芯金屬夾層板的振動(dòng)特性，本文采用數(shù)值仿真的方法進(jìn)行分析。Ⅱ.方法1.建立有限元模型首先，根據(jù)實(shí)際夾層板的尺寸和材料參數(shù)，使用有限元軟件建立夾層板的有限元模型。以?shī)A層板的中央平面為對(duì)稱面，假設(shè)夾層板的材料具有彈性，且應(yīng)力處于線性彈性階段。2.強(qiáng)度和剛度分析通過(guò)施加一定的載荷，對(duì)夾層板進(jìn)行力學(xué)分析，計(jì)算夾層板的彎曲剛度和最大應(yīng)力。通過(guò)對(duì)比不同參數(shù)下的夾層板力學(xué)響應(yīng)差異，了解夾層板的強(qiáng)度和剛度特性。3.振動(dòng)分析在夾層板上施加對(duì)應(yīng)自然頻率的激勵(lì)，并對(duì)夾層板進(jìn)行振動(dòng)分析，得出夾層板的自然頻率和模態(tài)形態(tài)。通過(guò)改變夾層板的厚度、芯層厚度和面層材料，研究這三個(gè)參數(shù)對(duì)夾層板振動(dòng)特性的影響。Ⅲ.結(jié)果與討論1.夾層板的力學(xué)響應(yīng)在施加一定載荷下，通過(guò)分析夾層板的剛度和最大應(yīng)力，得出夾層板的力學(xué)響應(yīng)。結(jié)果顯示，夾層板的剛度隨著夾層板厚度的增加而增加，而最大應(yīng)力則隨著夾層板厚度的減小而增加。這是因?yàn)閵A層板的厚度越大，材料的剛度越高，而載荷對(duì)夾層板的影響也會(huì)減小。2.夾層板的振動(dòng)特性通過(guò)對(duì)相應(yīng)載荷激勵(lì)下的夾層板進(jìn)行振動(dòng)分析，得出夾層板的自然頻率和模態(tài)形態(tài)。結(jié)果顯示，夾層板的自然頻率隨著夾層板厚度的增加而增加，隨著芯層厚度的增加而減小，隨著面層材料的改變而改變。模態(tài)形態(tài)顯示，在不同的自然頻率下，夾層板的振動(dòng)形態(tài)也不同。3.參數(shù)對(duì)振動(dòng)特性的影響進(jìn)一步分析夾層板的振動(dòng)特性在不同參數(shù)（厚度、芯層厚度和面層材料）下的變化趨勢(shì)。結(jié)果顯示，夾層板的厚度對(duì)自然頻率的影響最大，芯層厚度對(duì)自然頻率的影響次之，而面層材料對(duì)自然頻率的影響最小。這是因?yàn)閵A層板的厚度是影響剛度的主要因素，而芯層厚度和面層材料則主要影響質(zhì)量。Ⅳ.結(jié)論通過(guò)數(shù)值仿真分析，本文研究了Ⅰ型夾芯金屬夾層板的振動(dòng)特性，得出了夾層板的自然頻率和模態(tài)形態(tài)。分析結(jié)果顯示，夾層板的厚度、芯層厚度和面層材料對(duì)夾層板振動(dòng)特性有一定的影響。這些研究結(jié)果對(duì)于優(yōu)化夾層板的設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。參考文獻(xiàn)：[1]Chen,B.,Yan,X.,&Yao,D.(2015).VibrationanalysisofhoneycombsandwichcompositeplateusingFEM.PaperpresentedattheFifthInternationalSymposiumonComputationalMechanics,Beijing,China.[2]Li,M.,&Ding,S.(2019).ModalanalysisofcompositesandwichpanelswithdifferentcorematerialsusingANSYS.ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineers,PartC:JournalofMechanicalEngineeringScience,234(4),852-861.[3]Zhang,H.,&Jiang,H.(2018).Dynamicanalysisoflaminatedcompositeflatpanelswithdistributeduncertainty.InternationalJournalofMechanicalSciences,139,379-394.[4]Zhao,Y.,&Li,T.(2017).Vibrationcharacteristicsofcompositesandwichpanelwithelastom