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基于波传播方法的边界条件对圆柱壳振动特性的影响分析Ξ
第22 卷第6 期 振 动 工 程 学 报 V o l. 22 N o. 6
2009 年 12 月 Jou rn a l o f V ib rat ion En g in eer in g D ec. 2009
基于波传播方法的边界条件对圆柱壳振动特性
的影响分析
马 旭, 杜敬涛, 杨铁军, 刘志刚
( 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院, 黑龙江 哈尔滨 15000 1)
摘要: 在波传播分析方法基础上, 采用一种改进傅立叶级数的方法建立了弹性约束边界条件下圆柱壳结构模态分
析模型, 结合模态叠加理论, 给出了圆柱壳结构在任意径向点力激励下的振动响应。通过与商业分析软件AN SY S
的结果比较验证了本文方法的高效性与精确性, 随后详细分析了边界约束刚度对圆柱壳结构自由振动特性和结构
振动响应的影响, 并给出了刚度影响的一般性规律。
关键词: 圆柱壳; 波传播分析法; 弹性约束边界; 结构导纳
中图分类号: O 326 文献标识码: A 文章编号: (2009)
析模型, 并基于模态叠加理论给出结构导纳表达式。
引 言 11 自由振动分析
(
如图 1 所示圆柱壳结构, 采用柱坐标系 , ,
圆柱壳结构广泛存在于各种工程领域, 深入开展 r
对圆柱壳结构振动特性的研究具有重要意义。近年 ) , 代表轴向, 而 和 分别代表径向和周向。圆柱
z z r
来, 由于波传播分析方法具有简单高效的特点, 很多 壳半径为 , 壳厚为 , 轴向长 。壳体的自由振动采
a h L
学者开始将其用于研究圆柱壳的自由振动特性[ 1~ 8 ] 。
. 和 . . . 采用波传播分析法研究了有
C W an g J C S L a i
[ 1 ]
限长圆柱壳的振动特性 , 结果表明该方法相对简单
而且对于细长壳结构具有很高的预测精度。 . .
X M
Zh an g 应用波传播分析法分析了简支、固支、固支简
[2 ] 图1 圆柱壳结构几何模型与坐标系统
支边界下圆柱壳的自由振动特性 , 随后将其研究范
围拓展到柱形曲板、双层圆柱壳, 各向异性厚圆柱壳
[ 1 ]
以及流固耦合方面[3~ 6 ] 。李学斌对波传播分析方法的
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