基于类梁壳模型的轴对称管壳结构固有特性分析

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于类梁壳模型的轴对称管壳结构固有特性分析硕士研究生：王浩然指导教师：柳贡民教授学科、专业：轮机工程论文主审人：曹贻鹏副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于类梁壳模型的轴对称管壳结构固有特性分析硕士研究生：王浩然指导教师：柳贡民教授学位级别：工学硕士学科、专业：轮机工程所在单位：动力与能源工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissert

2、ationfortheDegreeofM.EngAnalysisoftheinherentcharacteristicofaxisymmetricshellstructurebasedonbeam-likeshellmodelCandidate:WangHaoranSupervisor:Prof.LiuGongminAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MarineEngineeringDateofSubmission:January,2018Dateof

3、OralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论

4、文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关

5、部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要轴对称管壳结构常见于船舶、航空航天、水利水电等工程领域。结构振动直接影响着管壳结构的可靠性，因此对轴对称管壳结构振动特性的计算分析，是结构优化、安全性设计中的重要环节。如何准确、高效地完成结构的固有特性计算也就成为人们关注的重要研究内容。首先，论文基于Sanders薄壳理论和经典势流理论，利用结构的轴对称特性，建立了内含不可压流体的圆柱管壳流固耦合类梁壳模型。并通过算例与另外两种轴对称等参壳元就计算精度与适用范围进行了初步的对比研究。为提高计算效率，论文

6、在类梁壳模型的基础上，引入了有限元Riccati传递矩阵法。将类梁壳模型与有限元Riccati传递矩阵法结合运用到轴对称管壳结构（圆柱管壳、变径管壳及其组合结构）的固有特性研究中，验证其适用性与准确性的同时，分别讨论了影响计算精度以及固有特性的因素。最后，结合工程背景，建立了圆柱-截锥-圆柱组合式管壳结构的梁壳混合模型，设计、完成了结构模态试验。通过计算值与试验结果、仿真结果的对比分析，验证了梁壳混合模型的合理性与准确性。关键词：轴对称管壳结构；类梁壳模型；有限元Riccati传递矩阵法；梁壳混合模型ABSTRACTAxis

7、ymmetricshellstructureiscommoninships,aeronautics,waterconservancy,hydropowerandotherengineeringfields.Structuralvibrationdirectlyaffectsthereliabilityofshellstructure.Therefore,thecalculationandanalysisofthevibrationcharacteristicsofaxisymmetricshellstructureisani

8、mportantpartofstructuraloptimizationandsafetydesign.Howtoaccuratelyandefficientlyperformthecalculationoftheinherentcharacteristicsofthestructureh