多孔介质叠层梁建模及动力学特性研究

多孔材料的应用日益广泛,但受自身特殊孔隙结构的限制,多孔材料的强度不高.在多孔介质材料表面敷设碳纤维布可以同时得到多孔介质材料优异的综合性能和碳纤维布的高强度.敷设碳纤维布多孔介质叠层结构的力学性能研究多采用有限元法,由于多孔材料结构的特殊性,该方法的计算精度和效率较低.文章基于Biot理论和层合理论,结合多孔介质层和碳纤维布的控制方程,考虑层间的连续性条件,推导敷设碳纤维布多孔介质叠层梁在谐激励作用下的整合一阶常微分矩阵控制方程.结合结构的边界条件,利用具有高精度的精细积分法对整合控制方程进行求解.通过与有限元模型的对比,验证了所建模型的可行性和正确性,并利用所提方法分析了敷设碳纤维布多孔介质叠层梁的动力学特性.