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SiCf/Ti复合材料作为航空发动机低压涡轮轴、整体叶环等结构的新型候选材料之一，由于工作载荷波动和外界环境激励等因素，其在服役过程中将不可避免产生振动。与传统金属材料不同，SiCf/Ti复合材料组成与失效机理更为复杂，传统宏观振动方法难以直接用于该材料。采用宏细观的分析方法对SiCf/Ti复合材料的振动性能开展研究，将为其在航空发动机上的应用提供理论支持。
本论文采用理论推导、数值模拟与有限元分析的方法，从宏细观相结合的角度出发，研究了SiCf/Ti复合材料梁在振动载荷下的失效机理及非线性振动性能，主要开展了以下的工作：
首先，基于拉伸压缩疲劳载荷下SiCf/Ti复合材料的失效机理，根据SiCf/Ti悬臂梁的共振应力分析结果，对共振载荷下SiCf/Ti悬臂梁的失效机理进行了分析。基于失效机理，对传统的剪切滞后模型进行了改进，考虑了基体裂纹长度的影响，发展了单个拉压循环内含基体开裂与界面脱粘、磨损等细观损伤的SiCf/Ti的轴向拉压本构模型。
然后，考虑了纤维随机失效的影响，发展了考虑纤维失效损伤的SiCf/Ti在单个拉压循环内的拉压本构模型。将其与有限元法、中心差分法相结合，提出了一种不同损伤耦合下 SiCf/Ti悬臂梁自由振动性能的宏细观分析方法，并研究了各种细观损伤对SiCf/Ti的迟滞回线及SiCf/Ti悬臂梁自由振动性能的影响。
最后，考虑了各种细观损伤在疲劳过程中的演变规律，建立了SiCf/Ti的循环拉压本构模型，与实验结果对比验证了模型的合理性。基于SiCf/Ti的循环拉压本构模型，结合有限元法，提出了一种SiCf/Ti悬臂梁受迫振动性能的宏细观分析方法，并在频域与时域上对SiCf/Ti悬臂梁的受迫振动性能进行了分析。
本论文采用理论推导、数值模拟与有限元分析的方法，从宏细观相结合的角度出发，研究了SiCf/Ti复合材料梁在振动载荷下的失效机理及非线性振动性能，主要开展了以下的工作：
首先，基于拉伸压缩疲劳载荷下SiCf/Ti复合材料的失效机理，根据SiCf/Ti悬臂梁的共振应力分析结果，对共振载荷下SiCf/Ti悬臂梁的失效机理进行了分析。基于失效机理，对传统的剪切滞后模型进行了改进，考虑了基体裂纹长度的影响，发展了单个拉压循环内含基体开裂与界面脱粘、磨损等细观损伤的SiCf/Ti的轴向拉压本构模型。
然后，考虑了纤维随机失效的影响，发展了考虑纤维失效损伤的SiCf/Ti在单个拉压循环内的拉压本构模型。将其与有限元法、中心差分法相结合，提出了一种不同损伤耦合下 SiCf/Ti悬臂梁自由振动性能的宏细观分析方法，并研究了各种细观损伤对SiCf/Ti的迟滞回线及SiCf/Ti悬臂梁自由振动性能的影响。
最后，考虑了各种细观损伤在疲劳过程中的演变规律，建立了SiCf/Ti的循环拉压本构模型，与实验结果对比验证了模型的合理性。基于SiCf/Ti的循环拉压本构模型，结合有限元法，提出了一种SiCf/Ti悬臂梁受迫振动性能的宏细观分析方法，并在频域与时域上对SiCf/Ti悬臂梁的受迫振动性能进行了分析。