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局部螺栓松动边界下纤维增强复合薄壁圆柱壳线性及非线性振动特性研究
局部螺栓松动边界下纤维增强复合薄壁圆柱壳线性及非线性振动特性研究
摘要：
纤维增强复合材料在工程结构中被广泛应用，因其轻质、高强度和良好的耐久性。然而，螺栓松动问题一直是纤维增强复合材料结构中的一个重要挑战，会导致结构的损伤和失效。本研究针对局部螺栓松动边界下纤维增强复合薄壁圆柱壳的振动特性进行了实验和数值模拟研究。通过对线性及非线性振动特性的分析，可以更好地理解螺栓松动对纤维增强复合薄壁圆柱壳的影响，为结构设计和维护提供指导。
关键词：纤维增强复合材料，螺栓松动，振动特性，非线性
1.引言
纤维增强复合材料在航空、汽车、建筑等领域中具有重要地位。然而，螺栓松动问题一直是纤维增强复合材料结构中的一个关键问题。螺栓松动会导致结构的损伤和失效，对结构的安全性和可靠性造成威胁。因此，对螺栓松动边界下纤维增强复合薄壁圆柱壳的振动特性进行研究，对于提高结构的性能和延长其使用寿命具有重要意义。
2.实验方法
在本研究中，通过搭建实验平台，对局部螺栓松动边界下纤维增强复合薄壁圆柱壳进行振动测试。在实验中，通过施加不同的激励力并记录相应的振动响应，获得结构的频率响应函数。通过对实验数据的分析，可以得到结构的频率特性和模态形状。
3.数值模拟方法
为了更好地理解局部螺栓松动边界下纤维增强复合薄壁圆柱壳的振动行为，采用有限元方法进行数值模拟。首先，根据实验结果构建准确的有限元模型。然后，通过施加不同的激励力，计算结构的振动响应。通过与实验结果的对比，验证数值模拟的准确性。
4.结果与讨论
通过实验和数值模拟，得到了局部螺栓松动边界下纤维增强复合薄壁圆柱壳的振动特性。结果表明，螺栓松动会导致结构的自然频率变化，模态形状发生改变。此外，螺栓松动还会引起结构的非线性振动，表现出不同的共振现象。
5.结论
本研究通过实验和数值模拟研究了局部螺栓松动边界下纤维增强复合薄壁圆柱壳的振动特性。结果表明，螺栓松动对结构的振动特性有显著的影响，尤其是在非线性振动方面。这对于结构的设计和维护具有重要意义，需要进一步研究和优化。
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