基础激励下带金属外层的多黏弹性层纤维增强层合板的动力学模型

李晖 荣万崇 刘洋 李小彭 官忠伟

摘要： 以包含三层黏弹性材料、二层纤维增强材料和金属外层的多黏弹性层纤维增强（MVFLM）层合板为例，建立其在基础激励作用下的动力学模型。将坐标系设置在层合板结构的中心层，使用高阶剪切变形理论（考虑多个黏弹性层的剪切应变影响）和经典层合板理论分别对纤维层和金属层进行建模，进而获得MVFLM层合板的位移场函数;将基础激励等效成均布惯性力载荷，基于能量法获得系统的动能、势能和外力功，并利用正交多项式法表示边界条件对应的振型函数，成功求解具有多个黏弹性层的MVFLM层合板的固有频率、模态振型和振动响应;分别通过与已有计算结果进行对比以及实例测试，验证了所建立的动力学模型的有效性。

关键词： 动力学; 纤维增强层合板; 多黏弹性; 高阶剪切变形

中图分类号： TB301.2;TB334    文献标志码： A    文章编号： 1004-4523（2021）03-0610-09

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2021.03.019

引 言

随着中国空军对高性能运输机、超音速战斗机、高速直升机等飞行器的加速列装以及动力装备的升级换代，带来了日益严峻的飞行器振动控制问题。带金属外层的多黏弹性层纤维增强 （multiple viscoelastic?layered fiber?reinforced laminate with outside metal?layers， MVFLM）复合材料是近年来出现的应用于航空航天结构上的一种新型的结构功能一体化材料[1?2]，由高分子黏弹性层与纤维树脂层交替铺设，并与金属外层粘接而成，具有重量轻、减振降噪能力强、抗冲击性能好、抗疲劳性能突出、耐腐蚀、易于维修、成本较低等诸多优点，可在飞行器等武器装备的振动及噪声治理中发挥关键作用[3?4]。……