不同边界条件正交各向异性圆柱壳结构固有振动分析.pdf

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1、第35卷第4期哈尔滨工程大学学报V0l-35No．42014年4月JournalofHarbinEngineeringUniversityApr．2014不同边界条件正交各向异性圆柱壳结构固有振动分析张爱国，李文达，杜敬涛，代路，杨铁军(哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：针对现有研究在正交各向异性圆柱壳振动特性边界条件方面的局限性，采用改进的傅里叶级数方法对正交各向异性圆柱壳3个方向上的振动位移场函数进行构造，基于能量原理和瑞利一里兹步骤得到正交各向异性圆柱壳自由振动系统特征矩阵

2、方程。结果表明，本方法所得正交各向异性圆柱壳结构模态参数与相关文献数据吻合良好，验证了本模型的正确性与可靠性。同现有方法相比，本模型能够在无须重新理论推导和计算程序的重新编写而实现各种边界条件设置，为研究边界条件对正交各向异性圆柱壳结构振动行为的影响提供一种可靠而高效的分析手段。关键词：圆柱壳结构；正交各向异性圆柱壳；边界条件；傅里叶级数；固有振动；特征值问题doi：10．3969／j．issn．1006—7043．201307064网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／doi／10．

3、3969／j．issn．1006—7043．201307064．html中图分类号：0327文献标志码：A文章编号：1006-7043(2014)04—0420-06NaturalvibrationanalysisoftheorthotropiccylindricalshellstructurewithvariousboundaryconditionsZHANGAiguo，LIWenda，DUJingtao，DAILu，YANGTiejun(CollegeofPowerandEnergyEngineering，

4、HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Motivatedbythelimitationofcurrentstudiesonthedynamiccharacteristicsoftheorthotropiccylindricalshell，inthispaper，animprovedFourierseriesmethodisemployedtoexpandthethreedirectionvibrationdis—placementfunc

5、tionsoftheorthotropiccylindricalshellstructure．Basedontheenergyprinciples，incombinationwiththeRayleigh．Ritzprocedure．thesystemcharacteristicmatrixfunctioniSobtained．Thenumericalresultsshowthatthemodelinthispaperagreesverywellwiththedatacalculatedfromtheother

6、approachmentionedintheopenliterature。andthatthecorectnessandreliabilityofthismodelhasbeenvalidated．Comparedwiththeotherap—proach。thereisnoneedtore．formulatethetheoreticalequationsortore．writethecodesforthemodificationoftheboundarycondition．Thisworkprovidesar

7、eliableandeffectiveanalysistoolforstudyingeffectsoftheboundarycon—ditiononthedynamicbehavioroforthotropiccylindricalshellstructures．Keywords：cylindricalshellstructure；orthotmpiccylindricalshell；boundarycondition；Fourierseries；naturalvibration；ei—genvalueprob

8、lem弹性圆柱壳作为一个基本的典型构件，因其具Nosier和Reddy⋯采用考虑剪切变形的Donnell有特殊的几何特性、优良的受力性能和便于加工等壳体理论以及经典的Donnell壳体理论，对多种边特点，在航空航天、潜艇结构和石油化工等工程领域界条件下的圆柱壳的稳定性和自由振动进行了分得到极其广泛的应用。近年来，随着材料科学与工析。Carrera基于经典的Fltigge壳体理论，对于多