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能量有限元分析是一种预测高频下结构振动响应的数值分析方法，该方法采用时间和空间平均的能量密度作为初始变量来构造控制微分方程，并利用有限元离散方法对控制方程进行数值求解，最终得到整体结构的平均能量密度分布情况。能量密度可以再转化为一些可测量的运动学参数，如位移、速度和加速度等。传统的有限元方法分析高频振动问题，需要非常稠密的网格，计算量非常大，需花费大量的计算时间，甚至由于各种不确定性因素的影响，当高于一定频率后，可能无法得到正确合理的结果。目前，利用能量有限元分析法，对各向同性材料结构的研究已有较多的文献报道，但对复合材料结构的研究报道还较少。本文基于已有能量有限元分析理论方法的研究，概述了能量有限元分析方法的研究思路和理论模型。研究能量有限元分析方法，首先分别推导了基本构件杆、梁、板的能量密度控制方程，然后根据能量守恒定律，建立了一维耦合结构不连续处的能量平衡关系，利用节点处的平衡条件，推导得到了节点处的能量反射和透射系数。利用能量传播系数计算连接单元的连接矩阵，再用连接矩阵组合得到整个系统的能量密度有限元方程，求解可得到整个系统的能量密度分布情况。为了发挥出复合材料结构构件的最佳性能，科学地对材料和结构进行设计，对复合材料结构的高频振动响应进行数值评估，具有非常重要的工程实际意义。本文对复合材料层合板进行了初步研究，用经典层合板理论将复合材料层合板等价为单层各向异性板，推导了复合材料层合板以能量密度为初始变量的控制微分方程。在此基础上，利用多层单元板的平均阻尼损耗因子，平均群速度等平均化参数，将单层各向异性板进一步等价为各向同性板。在各向同性板的研究基础上，计算得到复合材料层合板中近似的能量密度分布情况。在结构设计阶段就能够对复合材料结构的振动响应做出较准确的预测，使结构设计和材料性能满足使用要求。