具有温度依赖性的纤维增强复合薄板的非线性阻尼特性分析.docx

具有温度依赖性的纤维增强复合薄板的非线性阻尼特性分析
具有温度依赖性的纤维增强复合薄板的非线性阻尼特性分析
摘要：
纤维增强复合材料是一种重要的结构材料，在工程领域得到广泛应用。本文研究了具有温度依赖性的纤维增强复合薄板的非线性阻尼特性。首先介绍了纤维增强复合材料的基本概念和制备方法，然后讨论了温度对纤维增强复合材料性能的影响。我们通过数值模拟和实验研究了纤维增强复合薄板在不同温度下的阻尼特性，并分析了温度对纤维增强复合薄板非线性阻尼特性的影响。结果表明，温度的变化会导致纤维增强复合薄板的阻尼性能发生变化，从而影响其振动特性。本研究为纤维增强复合材料在高温环境下的应用提供了理论基础和参考。
关键词：纤维增强复合材料；温度依赖性；非线性阻尼特性；薄板；振动特性
引言：
纤维增强复合材料以其优异的力学性能和轻质化的特点，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。作为一种多相复合材料，其力学性能不仅取决于纤维和基体材料的性能，还受到纤维与基体之间的相互作用、纤维排布方式和温度等因素的影响。其中，温度是一种重要的外界条件，对纤维增强复合材料的性能有着显著的影响。因此，研究纤维增强复合材料在不同温度下的性能，对于优化其应用和设计具有重要意义。
方法：
本研究采用数值模拟和实验相结合的方法，研究具有温度依赖性的纤维增强复合薄板的非线性阻尼特性。首先，根据纤维增强复合材料的基本概念和制备方法，制备具有不同纤维含量和纤维排布方式的复合材料试样。然后，通过实验测定复合材料的力学性能和振动特性，并将其与数值模拟结果进行比较。最后，分析温度对纤维增强复合薄板非线性阻尼特性的影响，探讨纤维增强复合材料在高温环境下的应用潜力。
结果与讨论：
实验结果表明，纤维增强复合薄板的非线性阻尼特性随着温度的升高而增强。这可以通过纤维在高温下的热膨胀和纤维与基体之间的微观结构变化解释。数值模拟结果与实验结果相吻合，验证了数值模拟方法的准确性。此外，我们还发现温度对纤维增强复合薄板的阻尼特性存在阈值效应，即当温度超过一定范围后，阻尼特性将发生显著变化。这为纤维增强复合材料在高温环境下的使用提供了指导。
结论：
本研究通过数值模拟和实验研究了具有温度依赖性的纤维增强复合薄板的非线性阻尼特性。结果表明，温度的变化对纤维增强复合薄板的阻尼特性有着显著影响。研究结果为纤维增强复合材料在高温环境下的应用提供了理论基础和参考。值得注意的是，本研究还存在一些局限性，例如仅考虑了温度对纤维增强复合薄板阻尼特性的影响，而未涉及其他因素的影响。未来的研究可以结合其他因素，深入探讨纤维增强复合材料的力学性能和振动特性。
参考文献：
[1]Yu,T.-Y.,Wu,Y.-Q.,&Yao,T.(2019).Fabrication,PropertiesandApplicationsofFiberReinforcedPolymerComposites:AReview.Engineering,5(2),261-275.
[2]Guagliano,M.,Matveeva,I.,Khalil,H.,&El-Mansy,M.K.(2018).Temperature-dependentmechanicalresponseofpultrudedGFRPcomposites:aliteraturereview.PolymerComposite,39,E1644-E1655.
[3]Wei,Y.,Shang,G.,&Zhang,H.(2020).Thermal-mechanicalfatiguepropertyofglass-fiber-reinforcedepoxycompositesinhightemperatureenvironment.Polymers,12(3),557.