旋轉(zhuǎn)薄壁圓柱殼強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)的解析分析方法研究.pdf

1、薄壁圓柱殼是工程實(shí)際中常用的結(jié)構(gòu)件之一，其在旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)下受離心力、氣動(dòng)力、振動(dòng)交變力和碰摩力等載荷作用，在這些復(fù)雜載荷作用下殼體常處于振動(dòng)工作狀態(tài)，容易產(chǎn)生共振和失穩(wěn)，甚至導(dǎo)致?lián)p傷故障等，因此進(jìn)行旋轉(zhuǎn)薄壁圓柱殼在強(qiáng)迫激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)分析，對(duì)于指導(dǎo)該類結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和故障診斷具有重要意義。
　　本文首先在分析圓柱殼結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的研究背景和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，研究了圓柱殼自由振動(dòng)、圓柱殼瞬態(tài)響應(yīng)、圓柱殼瞬態(tài)響應(yīng)及其有限元分析方法和實(shí)驗(yàn)

2、方法等，本文完成的主要工作包括如下幾個(gè)方面。
　　基于Love殼體理論，給出了薄壁圓柱殼的應(yīng)變與位移的關(guān)系式、應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系式和響應(yīng)的內(nèi)力表達(dá)式，并基于Hamilton變分原理導(dǎo)出了旋轉(zhuǎn)薄壁圓柱殼的振動(dòng)微分方程。通過(guò)假設(shè)振型函數(shù)由相對(duì)應(yīng)邊界條件的軸向梁函數(shù)和周向三角函數(shù)組成，利用Galerkin法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，研究了簡(jiǎn)支-簡(jiǎn)支、固支-簡(jiǎn)支、固支-自由、固支-固支等四種邊界條件下旋轉(zhuǎn)薄壁圓柱殼系統(tǒng)的固有特性。
　　針對(duì)旋轉(zhuǎn)薄

3、壁圓柱殼的結(jié)構(gòu)特征，重點(diǎn)研究了旋轉(zhuǎn)薄壁圓柱殼在單點(diǎn)激勵(lì)下的強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)，在位移函數(shù)的軸向模態(tài)函數(shù)引入軸向梁函數(shù)，由三角函數(shù)的正交性將含有軸向梁函數(shù)的旋轉(zhuǎn)薄壁圓柱殼的振動(dòng)微分方程解耦，得到兩個(gè)可以獨(dú)立求解的二階振動(dòng)微分方程，在定值載荷和諧波激勵(lì)下求解出不同邊界條件下的旋轉(zhuǎn)薄壁短圓柱殼的響應(yīng)特性，并得到了共振頻率表達(dá)模型。
　　研究了一種求解旋轉(zhuǎn)薄壁圓柱殼強(qiáng)迫振動(dòng)響應(yīng)的近似方法，即在相對(duì)坐標(biāo)中系中，將旋轉(zhuǎn)薄壁圓柱殼視為靜止，而徑向激振