对碳纤维蜂窝夹层结构的动力学问题进行了深入分析.将碳纤维网格表面等效为正交异性薄板,铝蜂窝夹芯按蜂窝实际受力情况和尺寸大小等效为三维正交异性体,并考虑到为了防止失稳破坏而进行的蜂窝局部加密、碳纤维表板加厚及结构局部加强.所建模型经复杂结构有限元方法分析,结果和试验相吻合,表明等效模型是合理的,方法是正确的.

从横观各向同性压电弹性力学的三维基本方程出发,通过引入位移函数和应力函数,构造了两类相互独立的状态空间方程,使原方程解耦成两个低阶方程,有利于具体问题的求解.对于四边简支压电层合矩形板面内双向均匀受压的稳定问题,建立了层合板上下表面状态变量间的关系式,利用边界条件进一步导出特征方程.发现存在两类彼此无关的稳定形式:第一类对应板的纯面内稳定,而第二类则是一般意义上的板的弯曲稳定.给出了数值结果,并考察了相关参数的影响.

脱层的存在将会大大降低层合结构的屈曲载荷。利用含环向贯穿脱层壳的屈曲分析模型，对各种算例进行分析。首先通过与经典理论和一阶剪切理论结果的比较，验证了分析模型的正确性，指出了它们各自的适用范围。考虑了脱层壳的三种不同屈曲模态。分析了不同径厚比、边界条件及脱层长度、深度、位置对脱层壳屈曲载荷的影响。最后给出了正交各向异性脱层壳的屈曲分析以及铺层角度对脱层壳屈曲载荷的影响。

建立了一个改进的LCW型的精化高阶理论,以分析厚圆柱壳的振动.提出u,v为三次多项式、w为二次多项式的位移模式,并利用上、下自由表面横向剪应力为零的边界条件,对所假定的位移场作了化简,将三阶剪切变形理论的未知数缩减为7个,在此基础上建立了相应的有限元列式.通过一个典型算例,与Soldatos和Lam的高阶剪切变形理论的解析解作了比较,说明笔者的精化高阶理论是可行的,而且具有较高的精确性,比LCW高阶理论更具有实用性.还通过频率参数随长度半径比L/R的变化,说明由于考虑了法向应力和法向应变,本文方法更适用于长度半径比较小的结构.

将各向异性设计引入层合阻尼结构中,从理论上分析了各向异性层合阻尼结构的阻尼特性及其控制机理,从而验证了建立约束阻尼层合结构各向异性优化设计新体系的可行性.文中衡量结构阻尼减振效果的重要指标是结构系统的损耗因子,采用半无限简支板为例,对各种铺层形式作了大量的计算;并以最大损耗因子为目标函数,以铺层角度、频率、厚度等为约束条件进行结构优化设计.分析研究表明,该结构内部柔性层对阻尼的影响要比应力耦合对其影响大得多;在高于基本模式的固有频率下,能显著地提高损耗因子.

基于薄板小挠度理论和Kelvin-Voigt黏弹性本构方程，建立了轴向运动黏弹性夹层板横向振动控制方程，研究了其横向振动特性。采用一阶和二阶Galerkin截断得到夹层板横向振动的特征方程，讨论了两种夹心层所占总厚度比率下轴向运动速度对其横向振动特性的影响。研究表明：在未超过临界速度前，无论一阶还是二阶截断，在定性描述系统特征上二者相同，但一阶截断不适合描述轴向运动速度超过临界速度的情形；对四边简支黏弹性夹层板，临界速度和发生耦合模态颤振的速度随着夹心层比率的减少逐渐增大。