旋轉(zhuǎn)薄壁圓柱殼強迫振動響應的解析分析方法研究.pdf

1、薄壁圓柱殼是工程實際中常用的結(jié)構(gòu)件之一，其在旋轉(zhuǎn)工作狀態(tài)下受離心力、氣動力、振動交變力和碰摩力等載荷作用，在這些復雜載荷作用下殼體常處于振動工作狀態(tài)，容易產(chǎn)生共振和失穩(wěn)，甚至導致?lián)p傷故障等，因此進行旋轉(zhuǎn)薄壁圓柱殼在強迫激勵下的振動響應分析，對于指導該類結(jié)構(gòu)件的設計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)動力學的研究背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀基礎上，研究了圓柱殼自由振動、圓柱殼瞬態(tài)響應、圓柱殼瞬態(tài)響應及其有限元分析方法和實驗

2、方法等，本文完成的主要工作包括如下幾個方面。
　　基于Love殼體理論，給出了薄壁圓柱殼的應變與位移的關(guān)系式、應力與應變的關(guān)系式和響應的內(nèi)力表達式，并基于Hamilton變分原理導出了旋轉(zhuǎn)薄壁圓柱殼的振動微分方程。通過假設振型函數(shù)由相對應邊界條件的軸向梁函數(shù)和周向三角函數(shù)組成，利用Galerkin法進行數(shù)值計算，研究了簡支-簡支、固支-簡支、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。
　　針對旋轉(zhuǎn)薄

3、壁圓柱殼的結(jié)構(gòu)特征，重點研究了旋轉(zhuǎn)薄壁圓柱殼在單點激勵下的強迫振動響應，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)薄壁圓柱殼的振動微分方程解耦，得到兩個可以獨立求解的二階振動微分方程，在定值載荷和諧波激勵下求解出不同邊界條件下的旋轉(zhuǎn)薄壁短圓柱殼的響應特性，并得到了共振頻率表達模型。
　　研究了一種求解旋轉(zhuǎn)薄壁圓柱殼強迫振動響應的近似方法，即在相對坐標中系中，將旋轉(zhuǎn)薄壁圓柱殼視為靜止，而徑向激振