基于波动法的静水压力下环肋圆柱壳耦合振动特性研究.pdf

振　动　与　冲　击 第３３卷第２１ 期 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＶＩＢＲＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．２１ ２０１４　  基于波动法的静水压力下环肋圆柱壳耦合振动特性研究 梁　斌 ，李　戎 ，刘小宛 ，ＮＯＤＡ Ｎａｏ－Ａｋｉ ，徐红玉１ ２ １ ２ １ （１．河南科技大学 土木工程学院，河南　洛阳　４７１０２３；２．九州工业大学 机械系，日本　北九州　８０４－８５５０） 　　摘　要：研究了静水压力下环肋圆柱壳的振动特性。在Ｆｌüｇｇｅ理论的基础上，考虑流体的影响，通过变换轴向波 数，先后采用波动法和牛顿迭代法得到了不同边界条件下环肋圆柱壳的固有频率值。经过与已有文献数据进行对比，验 证了研究的有效性和正确性。通过算例，分析了静水压力、肋条截面尺寸和数目、边界条件等因素对水下环肋圆柱壳固有 频率的影响。 关键词：环肋；静水压力；圆柱壳；固有频率 中图分类号：ＴＢ５３５ ＋．１　　　文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．１３４６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｖｓ．２０１４．２１．０２４ Ｃｏｕｐｌｅｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆｒｉｎｇｓｔｉｆｆｅｎｅｄ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｓｈｅｌｌｓ ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ ｔｏ ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｕｓｉｎｇ ｗａｖｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ＬＩＡＮＧＢｉｎ ，ＬＩＲｏｎｇ ，ＬＩＵＸｉａｏｗａｎ ，ＮＯＤＡ ＮａｏＡｋｉ ，ＸＵＨｏｎｇｙｕ１ ２ １ ２ １ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＣｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１０２３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｋｙｕｓｈｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｉｔａｋｙｕｓｈｕｃｉｔｙ ８０４８５５０，Ｊａｐａｎ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　ＢａｓｅｄｏｎＦｌüｇｇｅｓｓｈｅｌｌｔｈｅｏｒｙ，ｃｏｕｐｌｅｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｓｕｂｍｅｒｇｅｄｒｉｎｇｓｔｉｆｆｅｎｅｄｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｓｈｅｌｌ ｕｎｄｅｒ ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｂｙ ｃｈａｎｇｉｎｇ ａｘｉａｌ ｗａｖｅ ｎｕｍｂｅｒ，ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ ｏｆｔｈｅ ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｒｉｎｇ ｓｔｉｆｆｅｎｅｄ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｓｈｅｌｌ ｗｉｔｈ ｖａｒｉｏｕｓ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｗａｖｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｎｅｗｔｏｎ ｉｔｅｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｄａｔａｉｎｔｈｅｐｕｂｌｉｓｈｅｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｔｏｖｅｒｉｆｙｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｓｉｚｅ ａｎｄ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｒｉｂ ａｎｄ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ ｏｆｔｈｅ ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ ｒｉｎｇｓｔｉｆｆｅｎｅｄ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｓｈｅｌｌ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｗｉｔｈ ｅｘａｍｐｌｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｉｎｇｓｔｉｆｆｅｎｅｄ；ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｓｈｅｌｌ；ｎａｔｕｒａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ［９］ 　　由于肋骨加强的圆柱壳体结构能够在减小