智能复合材料的出现使结构-功能-信息集成化设计成为现实,给航空航天、土木、机械等众多领域带来了全新的发展空间,因此开展复合材料结构在多场耦合作用下的动力学问题研究具有重要的科学和工程意义。本项目将基于多场耦合弹性波动学理论,采用回传射线矩阵法分析工程中常用的叠层复合圆柱壳结构的动力性能和瞬态响应。将首次建立沿圆柱坐标系径向的回传射线矩阵列式,结合状态空间法推导出考虑多场耦合的复合圆柱壳控制方程,联合积分变换求解出符合辛体系的波动通解。建立多场耦合情况下的弱界面模型,分析几何尺寸、弱界面存在及其位置、复合材料铺设方式等对智能圆柱壳动力特性和多场耦合效应的影响,考察圆柱壳因生产工艺等出现几何非完美表面/界面的情况,拟结合二尺度展开法和回传射线矩阵法分析有皱褶表界面的柱壳结构在多场耦合作用下弥散特性、瞬态响应的变化。上述研究可为智能圆柱壳结构的功能性设计、使用、检测评估等提供理论参考。
英文主题词Smart composite cylindrical shell;multi-field coupling dynamics;Reverberation-ray matrix method;Imperfect cylidrical shell;