开口圆柱壳的回传射线矩阵法精确自由振动分析

• 来源期刊: 浙江大学学报（英文版）（A辑：应用物理和工程）
• 学科: 交通运输
• 关键词: 开口圆柱壳 回传射线矩阵法 自由振动分析 DMV薄壳理论 解析波动形式解
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 页码范围: 295-316
• 页数: 22页
• 分类号: O327|TB633|U663.2
• 语种: 英文

摘要

目的：开口圆柱壳作为板壳组合结构的组成部分被广泛应用于工程实践中。本文探讨开口圆柱壳结构参数（长度、半径、厚度和夹角等）和边界条件对其振动特性的影响，这对工程结构的减振设计具有重要意义。通过推导开口圆柱壳的解析解及其求解过程，建立加筋开口圆柱壳和板?壳耦合模型振动分析的理论基础。<br>　　创新点：1.推导行波与驻波结合形式的解析解；2.建立回传射线矩阵法分析开口圆柱壳结构振动的流程；3.分析得到大模态数下开口圆柱壳固有频率随壳厚线性变化；直边简支时，曲边边界条件对固有频率影响不大。<br>　　方法：1.基于 Donnell-Mushtari-Vlasov （DMV）薄壳理论，推导两对边简支的开口圆柱壳行波与驻波结合形式的解析解；2.基于回传射线矩阵法原理，推导出开口圆柱壳的固有频率方程；3.采用黄金分割法求解开口圆柱壳的固有频率方程，得到精确的固有频率；4.分析开口圆柱壳不同结构参数和边界条件对固有频率的影响。<br>　　结论：1.回传射线矩阵法适用于开口圆柱壳的振动分析且具有很高的精度；2.开口圆柱壳的固有频率随其长度的增加而减小；3.对于绝大部分模态数，开口圆柱壳的固有频率随其半径的增加而减小；4.开口圆柱壳的固有频率随壳厚的增加而增加，当周向模态数 n=1和2时，不同壳厚的开口圆柱壳固有频率相差很小，当周向模态数 n≥7时，开口圆柱壳的固有频率随壳厚线性变化；5.对于绝大多数模态数，开口圆柱壳的固有频率随夹角的增大而快速减小；6.对于两曲边简支的开口圆柱壳，其固有频率从高到低对应两直边的边界条件为固支、简支和自由；7.对于两直边简支的开口圆柱壳，两曲边的边界条件对其固有频率的影响不大。