[发明专利]一种纤维复合板非线性内共振表征测试方法及测试系统

权利要求书

1.一种纤维复合板非线性内共振表征测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：选取纤维复合板的某两阶的内共振固有频率，基于整数倍协调法预先确定纤维复合板形成内共振的尺寸参数及材料参数；

步骤2：根据步骤1预先确定的尺寸参数和材料参数加工制备纤维复合板；

步骤3：搭建扫频测试系统并测试所述纤维复合板的某两阶的内共振固有频率；

步骤4：判断所述纤维复合板的某两阶的内共振固有频率是否为整数倍关系，如果是则执行步骤6，如果否则执行步骤5；

步骤5：微调纤维复合板的夹持位置并重新测试纤维复合板的某两阶内共振固有频率，以使所述某两阶的内共振固有频率呈现整数倍关系；

步骤6：在不同的激励幅度条件下开展纤维复合板的内共振表征测试并对纤维复合板的振动速度响应信号进行分析处理，进而对其非线性内共振的振动特点进行分析，归纳非线性振动响应的变化规律。

2.如权利要求1所述的纤维复合板非线性内共振表征测试方法，其特征在于，所述步骤1包括：

步骤1.1：基于整数倍协调法对纤维复合板的内共振固有频率进行计算，获得包含纤维复合板的尺寸参数和材料参数的内共振固有频率的显式表达式；

步骤1.2：根据加工可行性和实验条件下可夹持的尺寸范围，确定尺寸参数和材料参数，使内共振的某两阶固有频率呈现整数倍关系，进而满足纤维复合板形成内共振的必要条件。

3.如权利要求2所述的纤维复合板非线性内共振表征测试方法，其特征在于，所述步骤1.1包括：

步骤1.1.1：纤维复合板是由n层具有正交各向异性特点的纤维和基体材料组合而成的，其尺寸参数长度a、宽度b和厚度h，每一层的厚度均相同，设定纤维复合板的中间层作为参考平面，以纤维复合板长度方向作为x轴方向，宽度方向作为y轴方向建立xoy坐标系，设纤维复合板的纤维方向与x轴方向的夹角为θ，E₁表示沿纤维纵向弹性模量，E₂表示沿纤维横向弹性模量，G₁₂表示剪切模量，ν₁₂表示纤维纵向的应力引起的纤维纵向和横向应变的泊松比，ν₂₁表示纤维横向的应力引起的纤维纵向和横向应变的泊松比，ρ为密度；

步骤1.1.2：计算材料的应力-应变关系；

步骤1.1.3：根据薄板弯曲振动的动能、应变能、薄板所受弯矩和扭矩、薄板中面横向振动位移以及弹性体动力学的哈密尔顿原理，计算薄板振型变分方程；

步骤1.1.4：设定悬臂复合薄板的振型函数；

步骤1.1.5：根据薄板振型变分方程和悬臂复合薄板的振型函数，可获得关于固有圆频率的代数方程，直接解出固有圆频率，获得包含纤维复合板的尺寸参数和材料参数的内共振固有频率的显式表达式。