薄壁圆柱壳振动特性地研究

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1、万方数据AThesisinMechanicalDesignandTheoryAnalysisofDynamicCharacteristicsofThinUnaraCterlStlCSCircularCylindricalShellsbyDuanHaiyangSupervisor：ProfessorHanQingkaiAssociateProfessorLuoZhongNortheasternUniversityJune2012㈣鹃㈣仃㈣2㈣川万方数据独创性声明言位论翥?者签名：守通弋学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规

2、定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口⋯一躲f洱彳聊虢职枷签字日期：签-7-日期：万方数据东北大学硕士学位论文摘要薄壁圆柱壳振动特性的研究摘要薄壁圆柱壳具有刚性好、重量轻等优点，是工程实际中经常使用的结构，研究它的动力学特性具有实际的工程意义。本文首先介绍了圆柱壳结构动力学分析的研究背景，并分别叙述了壳体理论、圆柱壳固有特性以及圆柱壳强迫激励下的振动响应分析的国内外研究现状，并简要

3、叙述了本文主要研究内容。然后从壳体基本理论出发，比较分析了Fliigge，Donnell和Love三种经典壳体理论的基本关系式的差别，并基于Hamilton位移变分原理推导出了旋转圆柱壳体的振动微分方程。从Love壳体理论出发，引入离心力和科氏加速度项，建立旋转薄壁圆柱壳的振动微分方程。针对两端简支和两端固支两种边界条件约束的圆柱壳，利用传递矩阵法和梁函数解析法分别计算分析了静止态下和旋转态下薄壁圆柱壳的固有特性，得到了静止态下圆柱壳的固有频率值和节径数的关系，并且得到在旋转状态下由于科氏加速度的作用，圆柱壳的频率会随着转速的增加出现分叉，比较分析了两种分析方法的计算结

4、果。接着针对静止薄壁圆柱壳，考虑两端简支边界约束条件，利用振型函数的正交性和振型叠加法，分析了圆柱壳在谐波激励和集中冲击激励作用下的振动响应特性，研究了不同振型数量的叠加以及阻尼对响应值的影响。并且针对旋转态下的薄壁圆柱壳，考虑两端简支边界约束条件，基于振型函数的正交性，利用一般解析法研究旋转圆柱壳在谐波激励下的振动响应。最后对圆柱壳进行模态试验分析，并将结果与有限元ANSYS数值计算结果和解析法的仿真结果进行比较分析。关键词：旋转圆柱壳；固有特性：强迫振动；传递矩阵法；振型叠加法．．III．．万方数据东北大学硕士学位论文AbstractAnalysisofDynami

5、cCharacteristicsofThinCylindricalShellsAbstractShellstructureshavebeenwidelyusedinSOmanyengineeringareas，itislight，highstrengthandcanbearheavyweight，anditisinterestingandchallengeabletostudythedynamiccharacteristicsofshells．Inthisdissertation，Briefreviewsaboutshelltheories，naturalcharact

6、eristicsandtransientdynamicresponseandharmonicdynamicresponseofcircularcylindricalshellsaregivenfirst．Thedifferenceclassicalrelationshipsbetweenstress，strainanddisplacementusingFliigge’S，Donnell’SandLove’Sthinshelltheoriesarereviewed，andimplementedintothedynamicequilibriumequationsbyusin

7、gHamilton’SPrinciple．AccordingtoLove’Sshelltheory,thegoverningequationsofthincylindricalshellsareestablishedandtheeffectsofCoriolisaccelerationandCentrifugalforceareconsidered．Thethreesetsboundaryconditionsareconsidered：simply—simply,clamped—clampededges．Thetransfermatrix