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复合材料层合结构在航空航天、机械、航海等各类工程中得到了日益广泛
的应用。但这种结构在制造过程中和各类荷载作用下,由于粘接不牢等问题,
可能产生脱层现象,由于脱层的存在,将导致结构的刚度减小,承载能力降低;
特别是在动荷载作用下,层合结构的非线性振动、动力响应、动力屈曲等动力
学行为均会受到很大的影响。另一方面,复合材料结构中的脱层往往是未知的,
了解脱层参数成为脱层结构力学分析的首要条件。
本文对具有任意位置脱层梁进行了分区处理,可方便地描述脱层长度和脱
层位置,应用弹性力学、复合材料力学、非线性力学等基本理论,建立了脱层
梁的运动方程式,采用解析与数值相结合的方法,首次对具任意脱层梁的非线
性动力学行为进行分析和计算;系统地讨论了脱层位置、脱层长度以及横向剪
切变形对结构动力特性的影响,给出了各种情况下的幅频曲线,在谐和荷载作
用下,给出了基谐波响应曲线、亚谐波响应曲线和超谐波响应曲线;研究了脱
层梁的非线性参数共振、非线性动力稳定性等问题,考虑了横向剪切变形和几
何非线性的影响,求出了不同脱层参数下动力不稳定区域。在理论上丰富和发
展了结构非线性动力学。
考虑横向剪切变形,首次利用模态分析方法建立了振动反分析特征方程
式,提出了简单且行之有效的逐步搜索法原理,综合考虑了一阶固有频率和振
型,进行了脱层的单参数振动反分析和多参数振动反分析,分析方法具有准确
性和可行性。在应用上为工程中复合材料结构的结构性能测
定提供理论依据。