加肋圓柱殼自由振動(dòng)分析及鼓筒碰摩研究.pdf

1、圓柱殼結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、自重輕,且抗彎剛度和抗扭剛度大,被廣泛應(yīng)用于航空、航天、海洋工程等領(lǐng)域。實(shí)際工程中,常給圓柱殼增加環(huán)向和軸向的肋條,從而在保證結(jié)構(gòu)可靠性和耐用性的前提下,使圓柱殼結(jié)構(gòu)具有更好的強(qiáng)度、剛度和抗彎特性。工程中的圓柱殼結(jié)構(gòu)受力情況多種多樣,在外界激勵(lì)作用下,圓柱殼可能產(chǎn)生共振、動(dòng)力失穩(wěn)和應(yīng)力疲勞,使結(jié)構(gòu)承載能力降低,使用壽命縮短,甚至引起無法預(yù)料的結(jié)構(gòu)破壞。所以有必要對(duì)圓柱殼結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性進(jìn)行研究。
　　本文研究任意

2、邊界約束的加肋圓柱殼在靜止和旋轉(zhuǎn)情況下的自由振動(dòng)特性和一類典型圓柱殼(葉輪機(jī)械的鼓筒部件)的受迫振動(dòng)響應(yīng)及其非線性動(dòng)力學(xué)特征。主要工作及成果如下:
　　首先,提出了分析任意邊界約束加肋圓柱殼自由振動(dòng)特性的方法。引入人工彈簧約束,通過調(diào)整彈簧剛度來模擬圓柱殼的任意邊界約束。使用Gram-Schmidt正交化方法構(gòu)建特征正交多項(xiàng)式作為圓柱殼軸向振型函數(shù),利用瑞利-里茲法推導(dǎo)出圓柱殼的頻率方程。通過與已有文獻(xiàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證了本文方法的有效

3、性。收斂性分析表明該分析方法收斂快、效率高。此外,基于此方法,分析了邊界約束剛度、肋條參數(shù)、柱殼轉(zhuǎn)速等因素對(duì)柱殼自由振動(dòng)特性的影響。
　　其次,建立了鼓筒-機(jī)匣碰摩動(dòng)力學(xué)模型。借鑒瑞利-里茲法的思想,使用模態(tài)假設(shè)與伽遼金離散,結(jié)合拉格朗日方程,推導(dǎo)出鼓筒受迫振動(dòng)運(yùn)動(dòng)微分方程。建立了對(duì)應(yīng)不同碰摩形式的碰摩力模型,得到鼓筒碰摩振動(dòng)微分方程。隨后對(duì)碰摩振動(dòng)方程進(jìn)行了無量綱化和降維簡(jiǎn)化處理。
　　最后,采用數(shù)值方法得出了鼓筒-機(jī)匣碰