附件C：譯文


基于流體柔性基復(fù)合材料的變剛度結(jié)構(gòu)

YING SHAN,1 MICHAEL PHILEN,2 AMIR LOTFI,3 SUYI LI,3 CHARLES E. BAKIS,1,*
CHRISTOPHER D. RAHN3 AND K.W. WANG4
1Department of Engineering Science and Mechanics, Pennsylvania State University ,University Park, PA 16802, USA
2Department of Aerospace and Ocean Engineering, Virginia Polytechnic
Institute and State University, Blacksburg, VA 24061, USA
3Department of Mechanical and Nuclear Engineering
Pennsylvania State University, University Park, PA 16802, USA
4Department of Mechanical Engineering, University of Michigan, Ann Arbor, MI 48109, USA
摘要：本文研究了對自適應(yīng)結(jié)構(gòu)中流體柔性基復(fù)合材料(F2MC)的利用能力。利用柔性基復(fù)合材料（FMC）管的高度各向異性以及高的流體體積模量，可以通過控制充滿流體的F2MC的進(jìn)口閥以實現(xiàn)彈性模量的顯著變化。當(dāng)需要時（開閥），具有可變模量的F2MC結(jié)構(gòu)能靈活輕易地變形，當(dāng)承載過程中不希望變形時（閉閥鎖定狀態(tài)），必須具有高模量，并且能夠通過控制閥門來適應(yīng)在彈性和剛性狀態(tài)間的模量變化。在當(dāng)前的研究中，建立了一個三維分析模型來描述單個F2MC管的軸向剛度特性。還進(jìn)行了實驗以驗證所提出的模型，試驗結(jié)果顯示與模型的預(yù)測高度一致。試驗獲得了高達(dá)56倍之差的開、關(guān)比例模量。在模型驗證的同時，還進(jìn)行了流體柔性基復(fù)合材料的設(shè)計空間研究。結(jié)果表明，通過調(diào)節(jié)FMC管和內(nèi)襯性能，可以獲得大量的模數(shù)比。通過在軟基中并排嵌入多重F2MC管，可以構(gòu)建一個在同一方向具有變剛度的多單元F2MC板，試驗獲得的多單元F2MC板的剛度比與為這種結(jié)構(gòu)所開發(fā)的模型相比具有很好的一致性。進(jìn)行了案例研究以探討疊層（+60/0/-60）多分子F2MC板的性能。結(jié)果顯示壓層板可以通過閥的選擇性控制實現(xiàn)可協(xié)調(diào)行、可操作性和各向異性。
關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)，自適應(yīng)剛度，柔性基復(fù)合材料，流體柔性基復(fù)合材料，纖維復(fù)合材料。

引言
受到在植物細(xì)胞壁中的纖維網(wǎng)絡(luò)的激發(fā)，一個高機(jī)械利益驅(qū)動器系統(tǒng)最近被作者(Shan and Bakis, 2005; Shan et al., 2006; Philen et al., 2007) 研究。在驅(qū)動器系統(tǒng)中的一個基本元件是復(fù)合管，它由一個柔性基體和面向多層次，高性能纖維組成，如碳（圖1）。通過調(diào)節(jié)纖維和柔性基復(fù)合材料（FMC）基質(zhì)的屬性，它可以建立一種材料，這種材料在某些方向上是硬的但在其它方向兼容。例如，在平行的方向和橫向，纖維的楊氏模量的比例范圍從102到104。FMC等材料能在