Dynamische Leistung von funktionsgraduierten Verbundstrukturen mit viskoelastischen Polymeren

Die funktionsgraduierten Verbundstrukturen mit viskoelastischen Polymeren weisen die ausgezeichnete Leistung von funktionsgraduierten Verbundstoffen auf und besitzen zudem eine hohe Dämpfungsleistung, was breite Anwendungsmöglichkeiten in den Bereichen Luft- und Raumfahrt sowie Maschinenbau eröffnet. Aufgrund der Komplexität der Struktur selbst gibt es jedoch nur begrenzte Literatur zu ihrem theoretischen Modell für effiziente Lösungen. Um ihre dynamische Leistung vorherzusagen, wird ein vereinfachtes dynamisches Modell der funktionsgraduierten Verbundstrukturen mit viskoelastischen Polymeren aufgestellt. Dieses Modell berücksichtigt die Verschiebungsübertragungsbeziehung zwischen der funktionsgraduierten Verbundschicht und der viskoelastischen Polymer-Schicht. Die maßgeblichen Differentialgleichungen werden durch Anwendung der Navier-Methode und der Theorie des komplexen Moduls abgeleitet. Diese Gleichungen werden dann mit der Rayleigh-Ritz-Methode gelöst. Die Gültigkeit des theoretischen Modells wird durch den Vergleich mit bestehender Literatur und den Ergebnissen aus der ANSYS-Software bestätigt. Darüber hinaus wird das entwickelte Modell verwendet, um zu analysieren, wie der graduierte Index und der Elastizitätsmodul der Struktur sowie ihre geometrischen Parameter ihre Schwingungs- und Dämpfungseigenschaften beeinflussen.