含穿透型损伤层合板修理构型的湿热振动特性

通过理论推导和数值仿真研究了湿热效应对碳纤维复合材料层合板不同修理构型的振动特性影响。基于哈密顿原理和一阶剪切变形理论，同时考虑温湿度场的等效原理建立了湿热环境下多自由度复合材料层合板的本构方程，并利用有限元法推导了层合板在湿热作用下的振动控制方程。利用商用软件ABAQUS建立了阶梯型胶接修理模型，从振型分析的角度对比了含、不含附加补片的单/双面胶接修理构型的振动特性，并讨论了温度、湿度、温湿度对不同修理构型振动特性的影响。结果表明：湿热效应影响下铺设附加补片可避免胶接区域局部变形过大，在提高结构的刚度和稳定性的同时延缓湿热屈曲现象的发生；含有附加补片的双面胶接修理构型可避免结构产生附加弯曲，提高修理后结构的稳定性；温湿环境共同作用比湿环境、热环境单一作用对复合材料层合板固有频率的影响大，且含附加补片的双面胶接修理构型较单面胶接修理构型对温湿度影响的敏感性低。