变路径C形复合材料杆

振动抑制超50%

半解析模型让变路径复合材料C形杆的动力学计算与主动振动控制首次变得工程可行。

Xuedong, Sun · 孙伟 · Shang, Lv · 骆海涛 · Zhang, Hui · 张禹

International Journal of Mechanical Sciences 2026

参数信息

前七阶固有频率误差

1 %

前七阶固有频率误差

5 %

计算效率提升

20 times

一阶振动幅值降低

50 %

技术优势

效率提高近20倍

半解析模型在保留纤维路径连续性的同时，计算速度约为有限元模型的20倍，大幅降低动力学分析成本。

振动抑制超过50%

基于MFC作动器和LADRC控制算法构建的主动控制系统，实测能使一阶振动幅值降低一半以上，满足工程振动控制需求。

模型误差小于1%

模型预测的前七阶固有频率与有限元仿真结果误差小于1%，与实验误差小于5%，验证了模型的准确性。

应用场景

• 空间可展开结构：为空间可展开结构中的C形杆提供高精度快速动力学分析工具，辅助纤维路径优化设计。
• 碳纤维复合材料构件：针对变纤维路径CFRP构件建立专用半解析模型，突破传统方法仅适用于规则对称构件的限制。
• 航天器振动控制：MFC与LADRC结合的主动控制方案可直接用于航天器C形杆结构的振动抑制，减幅超50%。
• 高等结构动力学：提出变刚度复合材料结构的半解析动力学建模方法，为复杂高阶动力学分析提供新途径。