基于动态子结构法的复合材料加筋板的振动特性

中国民航大学学报

基于动态子结构法的复合材料加筋板的振动特性

钱若力，王瑞鹏，李顶河

（中国民航大学航空工程学院，天津300300）

收稿日期:2016-03-01 修回日期:2016-03-31 出版日期:2016-12-26 发布日期:2016-12-28
作者简介:钱若力（1959—），男，天津人，副教授，博士，研究方向为复合材料结构分析.
基金资助:
国家自然科学基金青年基金（11502286）；中国民航大学“蓝天青年学者”培养计划（205003110307）；中国民航大学科研基金项目（2011kyE03）

Free vibration analysis of stiffened composite plate structure based on dynamic substructure method

QIAN Ruoli, WANG Ruipeng, LI Dinghe

（College of Aeronautical Engineering, CAUC, Tianjin 300300, China）

Received:2016-03-01 Revised:2016-03-31 Online:2016-12-26 Published:2016-12-28

摘要/Abstract

摘要：

采用动态子结构法中的固定模态综合法研究复合材料加筋板的振动特性。首先，基于逐层/实体元方法建立板和加强筋两个子结构的控制方程。然后，在固定界面下建立子结构的模态空间并将其控制方程转换成模态空间下的控制方程。最后，根据板和加强筋相互连接区域的内力平衡和位移协调条件，建立固定界面模态下的总体控制方程。通过数值算例将本文方法与MSC 软件分析结果进行对比，从而论证该方法的正确性。此外，还对复合材料加筋板进行自由振动分析，研究结果对于分析加筋板结构具有一定的指导意义。

关键词: 动态子结构法, 固定界面模态综合法, 加筋板, 自由振动, 复合材料

Abstract:

Fixed-interface modal synthesistechnique based on dynamic substructure method is used to analyze free vibration performance of stiffened plate structure. First of all, governing equations of plate and stiffeners are established based on layerwise/solid element. And then, substructures‘modal space is established and governing equations are converted into equations under modal space. Finally, basing on governing equations of plate and stiffeners, the finial governing equation of stiffened plate is assembled by using compatibility conditions, which is used to ensure the compatibility of displacements at the interface between plate and stiffeners. Numercal results of the proposed method are compared with those obtained from finite element software MSC, and good agreements are
achieved. In addition, a series of numerical analyses are conducted to further explore free vibration analysis of composite stiffened plate structure. Conclusion derived from this study is expected to be useful for stiffened plate structure aralysis.

Key words: dynamic substructure method, fixed-interface modal synthesis technique, stiffened plate, free vibration, composite material

钱若力, 王瑞鹏, 李顶河. 基于动态子结构法的复合材料加筋板的振动特性[J]. 中国民航大学学报.

QIAN Ruoli, WANG Ruipeng, LI Dinghe. Free vibration analysis of stiffened composite plate structure based on dynamic substructure method[J]. Journal of Civil Aviation University of China.

[1]	卢翔 a, 马传宁 b, 李宸 b, 崔开心 b. 湿热环境下挖补修理复合材料蜂窝板振动特性研究 [J]. 中国民航大学学报, 2025, 43(4): 36-42.
[2]	蔡靖a, 刘汉磊a, 霍海峰a, 支雁飞b, 任彦龙b. ECC 疲劳损伤规律及微观结构研究[J]. 中国民航大学学报, 2024, 42(1): 59-64.
[3]	王志平, 张璟璇, 李娜. 复合材料双真空袋压实工艺研究进展[J]. 中国民航大学学报, 2023, 41(6): 9-15.
[4]	吴堃, 林熙杰, 陈宇, 李长辉. ECC-混凝土组合机场道面力学性能及疲劳寿命分析[J]. 中国民航大学学报, 2023, 41(5): 27-33.
[5]	刘艳红, 戴升鑫. 层合板凹坑损伤目视检出结果识别方法[J]. 中国民航大学学报, 2022, 40(6): 32-36.
[6]	徐琛, 孙永波. 胶膜特性对胶螺混合单搭接结构性能的影响[J]. 中国民航大学学报, 2021, 39(2): 61-64.
[7]	刘艳红, 张正. 复合材料层合板应力分析逐层辛元法[J]. 中国民航大学学报, 2020, 38(5): 60-64.
[8]	苏景新, 赵文昊, 陈栋, 路鹏程. 复合材料层合板修理结构湿热环境的弯曲性能[J]. 中国民航大学学报, 2020, 38(2): 60-64.
[9]	卢翔, 屈鹤鹏, 刘彦波. 复合材料层合板热弹性问题的新半解析法[J]. 中国民航大学学报, 2019, 37(6): 60-64.
[10]	张丽, 郭巧荣. 薄壁件三维柔性夹持工装平台设计及FEM分析#br#[J]. 中国民航大学学报, 2019, 37(5): 51-54.
[11]	卿光辉, 王绍波. 含孔复合材料层合板的应力集中分析#br#[J]. 中国民航大学学报, 2019, 37(5): 55-59.
[12]	卢翔, 赵振耀, 蔺越国, 贾宝惠. 基于电阻法的碳纤维断裂损伤识别研究#br#[J]. 中国民航大学学报, 2019, 37(3): 60-64.
[13]	徐建新，胥栋，郭巧荣，武耀罡. 基于扩展逐层法的复合材料层合板的自由振动[J]. 中国民航大学学报, 2019, 37(2): 59-64.
[14]	郭巧荣，张西峰，朱晓红. 复合材料加筋板结构屈曲分析[J]. 中国民航大学学报, 2019, 37(1): 46-49.
[15]	刘艳红，张莹. 基于超级混合单元的复合材料层合板应力分析[J]. 中国民航大学学报, 2018, 36(4): 54-57.