Nomex蜂窝芯碳纤维增强复合材料球形夹芯板的试验与数值模态分析

摘要整理

本研究对由碳纤维面板和Nomex蜂窝芯构成的球形夹芯复合材料结构的动力学性能进行了研究。该结构采用手工铺层法制造。试验模态分析（EMA）与ANSYS数值模型的结果具有高度一致性。第二阶模态的固有频率差仅为0.73%，第一阶模态出现最大偏差6.5%。这些差异主要源于制造工艺引入的结构变异，包括树脂分布不均、碳纤维织物堆积偏差、气孔缺陷，以及试验测量的局限性，如双击误差、力传感器和加速度计的分辨率限制和环境噪声干扰。研究了夹芯结构的振动阻尼特性，发现不同模态的阻尼能力差异显著。第三阶模态的阻尼比最高，达0.83%；第四阶模态的阻尼比最低，为0.23%。在ANSYS中建立了该结构的数值等效模型，用于确定其固有频率和振动模式，验证了该方法在复杂结构建模中的有效性。

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