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非圆弧拱面内自由振动实用解析
1
作者 胡常福 朱顺顺 +1 位作者 张鑫 罗文俊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期125-133,共9页
针对非圆弧拱面内线性自由振动没有解析的现状,提出了一种变系数平衡微分方程近似解析方法来解决该问题。基于笛卡尔直角坐标系下非圆弧拱线性应变与Hamilton原理,推演了非圆弧拱面内自由振动变系数平衡微分方程;基于陡拱与浅拱面内振... 针对非圆弧拱面内线性自由振动没有解析的现状,提出了一种变系数平衡微分方程近似解析方法来解决该问题。基于笛卡尔直角坐标系下非圆弧拱线性应变与Hamilton原理,推演了非圆弧拱面内自由振动变系数平衡微分方程;基于陡拱与浅拱面内振型没有显著差异的基本假定,将该变系数平衡微分方程对应的常系数平衡微分方程的通解,代入变系数平衡微分方程,得到该变系数平衡微分方程的不平衡差;当该不平衡差沿全拱积分为零时自振频率误差最小,进而得到非圆弧拱面内自振频率高精度实用解析。基于所提出的变系数平衡微分方程近似解析方法,推演了非圆弧两铰拱与无铰拱面内自振频率实用解析,并阐明了非圆弧拱与同参数直梁面内自振频率的逻辑关系。抛物线、悬索线、悬链线与组合线等常用非圆弧两铰拱与无铰拱自由振动算例结果表明:该研究的基本假定得到了严格检验;自振频率与有限元结果吻合较好,非圆弧拱前十阶自振频率中,两铰拱自振频率最大相对误差为7.71%,无铰拱自振频率最大相对误差为4.34%;非圆弧拱与同参数直梁面内自振频率的比例系数,可为行业规范条文修订提供参考。 展开更多
关键词 非圆弧拱 自由振动 HAMILTON原理 变系数微分方程 实用解析
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离散侧向平移支撑圆弧拱的自由振动分析
2
作者 陈隆凯 蔡勇 +1 位作者 吕晓勇 谢金 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期275-285,共11页
拱通常采用离散侧向平移支撑增加其面外稳定性,而离散侧向平移支撑会产生振型耦合效应,显著影响拱的振动特性。为研究等间距离散侧向平移支撑对两铰圆弧拱自由振动的影响,通过假定拱的耦合振型,基于Hamilton原理求解离散侧向平移支撑圆... 拱通常采用离散侧向平移支撑增加其面外稳定性,而离散侧向平移支撑会产生振型耦合效应,显著影响拱的振动特性。为研究等间距离散侧向平移支撑对两铰圆弧拱自由振动的影响,通过假定拱的耦合振型,基于Hamilton原理求解离散侧向平移支撑圆弧拱的自振频率,并与有限元数值结果比较。同时,还探究了拱的面外长细比、圆心角以及侧向支撑的数量和位置对拱的临界刚度及最大基频的影响。研究结果表明:假定的耦合振型可以描述复杂的离散侧向平移支撑拱的弯扭振型,并能准确预测拱的自振频率和支撑临界刚度。侧向平移支撑拱的基频随支撑刚度的增加呈现多种增长模式,根据振型变化情况将其划分为第1类、过渡和第2类增长模式,不同增长模式之间的转换取决于拱的面外长细比、拱的圆心角、支撑数量以及支撑位置。当拱的面外长细比和拱的圆心角的组合靠近第1类增长模式和其他增长模式的分界线时,拱的支撑临界刚度和最大基频显著增大。支撑位置靠近两端翼缘时可能会改变拱的基频振型,但支撑位置在剪切中心附近时,拱的基频最大。拱基频在第1类增长模式时,支撑数量的增加显著提高拱的最大基频,在过渡增长模式时,支撑数量的增加对最大基频的影响减弱,而在第2类增长模式下,拱的最大基频随支撑数量的增加基本不发生变化。 展开更多
关键词 圆弧拱 自由振动 侧向支撑 临界刚度 振型
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基于格林函数正交各向异性切口板自由振动特性分析
3
作者 杨永育 李腾岳 +2 位作者 程长征 赵航 葛仁余 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期182-187,201,共7页
正交异性板因重量轻、承载能力强等优点而被广泛运用于工程结构。基于格林函数,结合新兴的近场动力学微分算子(peridynamic differential operator, PDDO),提出一种分析正交各向异性板自由振动特性的方法。首先,将振动控制方程中的位移... 正交异性板因重量轻、承载能力强等优点而被广泛运用于工程结构。基于格林函数,结合新兴的近场动力学微分算子(peridynamic differential operator, PDDO),提出一种分析正交各向异性板自由振动特性的方法。首先,将振动控制方程中的位移函数假设为含格林函数的一阶积分形式;其次,将线性四阶偏微分方程分别在切口板的径向和周向离散成代数方程;最后,通过PDDO构造插值函数表示径向和周向非公共离散点位移,建立自由振动广义特征方程,获得正交各向异性切口板自振频率及振型,证明了该方法的准确性,并分析切口几何参数对结构振动特性的影响规律,为板壳结构设计提供支撑。 展开更多
关键词 正交各向异性切口板 自由振动 格林函数 近场动力学微分算子(PDDO)
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基于高阶剪切变形理论的功能梯度板自由振动分析简化模型
4
作者 王壮壮 王腾 +1 位作者 丁艳梅 马连生 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期384-393,共10页
基于高阶剪切变形理论提出了一种功能梯度板自由振动分析的简化模型,该简化模型最显著的特点是适用于功能梯度板的振动分析,且不需要剪切修正。相比于其他具有更多未知变量的剪切变形理论,本文提出的简化模型只包含一个控制方程,极大地... 基于高阶剪切变形理论提出了一种功能梯度板自由振动分析的简化模型,该简化模型最显著的特点是适用于功能梯度板的振动分析,且不需要剪切修正。相比于其他具有更多未知变量的剪切变形理论,本文提出的简化模型只包含一个控制方程,极大地减少了计算量。基于该简化模型研究了功能梯度矩形板在简支边界条件下的自由振动,并与其他已有文献进行了比较。结果表明,本文提出的简化模型在分析功能梯度板的自由振动行为时简单且精确。此外,文中还通过多个数值算例分析讨论了不同的梯度指数、长宽比和边厚比对功能梯度板自由振动行为的影响。 展开更多
关键词 自由振动 功能梯度材料 简化模型 精化板理论 固有频率
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圆孔工字型蜂窝梁扭转模态自由振动研究
5
作者 黄斌 张文福 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期329-335,344,共8页
从能量等效角度,提出了一种圆孔工字型截面蜂窝梁连续型模型,应用新的薄壁构件扭转理论:板-梁理论,建立了构件扭转模态自由振动能量泛函模型,明确了圆孔工字型截面蜂窝梁名义约束扭转惯性矩(翘曲常数)、自由扭转常数、转动惯量。通过变... 从能量等效角度,提出了一种圆孔工字型截面蜂窝梁连续型模型,应用新的薄壁构件扭转理论:板-梁理论,建立了构件扭转模态自由振动能量泛函模型,明确了圆孔工字型截面蜂窝梁名义约束扭转惯性矩(翘曲常数)、自由扭转常数、转动惯量。通过变分运算,获得了平衡微分方程模型。基于扭转模态试函数,推导了圆孔工字型截面蜂窝梁自由振动扭转模态振动圆频率,并与有限元结果对比校验理论模型预测精度。开展了悬臂圆孔工字型蜂窝梁受集中扭矩作用的端部截面转角理论分析与有限元计算,进一步检验了基于板-梁理论建立的蜂窝梁连续模型的适用性。应用板-梁理论对圆孔工字型截面蜂窝梁自由振动扭转的分析过程及推导步骤,为其他开孔类型工字型蜂窝梁扭转模态自由振动研究提供了直接参考。 展开更多
关键词 圆孔工字型截面蜂窝梁 扭转自由振动 板-梁理论 蜂窝梁连续型模型 能量泛函模型
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高阶剪切变形理论下Pasternak地基上FG-CNTRC梁自由振动及屈曲分析
6
作者 杨立军 彭林欣 陈卫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期1-11,共11页
功能梯度碳纳米管增强复合材料(functionally graded carbon nanotube-reinforced composite,FG-CNTRC)作为新一代先进复合材料,因其优越的力学性能而被研究者们广泛关注。该研究以Pasternak地基上FG-CNTRC梁为研究对象,基于不同高阶剪... 功能梯度碳纳米管增强复合材料(functionally graded carbon nanotube-reinforced composite,FG-CNTRC)作为新一代先进复合材料,因其优越的力学性能而被研究者们广泛关注。该研究以Pasternak地基上FG-CNTRC梁为研究对象,基于不同高阶剪切变形理论,将一种具有插值特性的无网格法——稳定移动克里金插值(stabilized moving Kriging interpolation,SMKI)应用于求解Pasternak地基上FG-CNTRC梁的自由振动及屈曲问题。基于稳定移动克里金插值和不同高阶剪切变形理论给出FG-CNTRC梁的位移场,利用Hamilton原理和最小势能原理分别推导了Pasternak地基上FG-CNTRC梁的自由振动和屈曲控制方程。采用MATLAB软件编制了相关程序,将该研究解与解析解或文献解对比,证明了该方法在计算Pasternak地基上FG-CNTRC梁自由振动与屈曲的有效性及准确性。最后,还讨论了不同高阶剪切变形理论、地基系数、碳纳米管体积分数等对其自振频率和屈曲临界荷载的影响。 展开更多
关键词 功能梯度碳纳米管增强复合材料(FG-CNTRC)梁 稳定移动克里金插值(SMKI) 不同高阶剪切变形理论 PASTERNAK地基 自由振动 屈曲
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孔隙度对具有不均匀横截面的功能分级多孔梁的自由振动和屈曲行为的影响
7
作者 Zeinab BAGHERI Alireza FIOUZ Mahmood SERAJI 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第3期841-857,共17页
本文旨在研究孔隙度对具有不均匀横截面的功能分级多孔梁的自由振动和屈曲行为的影响。一般认为材料的性能沿厚度方向变化,而梁的横截面沿其长度方向分布不均匀。三种不同的孔隙度分布包括对称分布、非对称分布和均匀分布。利用经典的... 本文旨在研究孔隙度对具有不均匀横截面的功能分级多孔梁的自由振动和屈曲行为的影响。一般认为材料的性能沿厚度方向变化,而梁的横截面沿其长度方向分布不均匀。三种不同的孔隙度分布包括对称分布、非对称分布和均匀分布。利用经典的梁理论和Hamilton原理推导出了问题的控制方程,并用微分求积法推导出公式。通过已知方法和分析解法对所得结果进行了验证。通过网格独立性研究,确定了最优离散化设置。利用详细的参数化分析研究了不同力学参数,包括孔隙率系数、长径比和变化截面对基频和临界屈曲载荷的影响。结果表明,材料孔隙率的增加会导致梁的屈曲能力显著降低。然而,梁的自由振动行为完全取决于其孔隙度模式。此外,孔隙呈对称分布的梁其屈曲能力和基频性能最好。 展开更多
关键词 孔隙度 功能分级多孔梁 自由振动 屈曲 不均匀截面 微分求积法
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点阵夹芯圆柱壳自由振动分析的波有限元方法
8
作者 韩少燕 高汝鑫 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第1期25-33,共9页
针对点阵夹芯圆柱壳的自由振动分析发展了波有限元法.首先基于自由波的传播规律,建立了点阵夹芯圆柱壳胞元的二维波有限元控制方程,相比于全尺寸有限元模型,显著缩减了控制方程的自由度规模;其次,基于Neumann级数推导了约束动刚度矩阵... 针对点阵夹芯圆柱壳的自由振动分析发展了波有限元法.首先基于自由波的传播规律,建立了点阵夹芯圆柱壳胞元的二维波有限元控制方程,相比于全尺寸有限元模型,显著缩减了控制方程的自由度规模;其次,基于Neumann级数推导了约束动刚度矩阵求逆的显式表达式,不仅可以提高计算效率,而且使得固有频率从控制方程中分离出来,从而将点阵夹芯圆柱壳的固有频率求解转化为单个胞元自由度规模的二次特征值问题;最后,根据结构振动模态与自由波的关系,给出了圆柱壳轴向和周向的波传播参数的表达式,进而求得点阵夹芯圆柱壳的固有频率和模态.数值算例考虑了多种边界条件下的点阵夹芯圆柱壳自由振动问题,验证了该方法的正确性和高效性. 展开更多
关键词 点阵夹芯 圆柱壳 自由振动 波有限元 波传播
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正交铺设复合材料层合圆柱壳自由振动分析的辛空间波方法
9
作者 韩少燕 李榆银 高汝鑫 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期113-120,共8页
针对正交铺设复合材料层合圆柱壳的自由振动分析,提出了基于辛空间的波方法。首先基于Kirchhoff-Love薄壳理论,选取合适的状态向量,推导了复合材料层合圆柱壳在辛体系中的振动控制方程;其次利用分离变量法将正交铺设复合材料层合圆柱壳... 针对正交铺设复合材料层合圆柱壳的自由振动分析,提出了基于辛空间的波方法。首先基于Kirchhoff-Love薄壳理论,选取合适的状态向量,推导了复合材料层合圆柱壳在辛体系中的振动控制方程;其次利用分离变量法将正交铺设复合材料层合圆柱壳的自由振动问题转化为Hamilton体系下的辛本征值问题;最后根据辛空间波形与圆柱壳模态的对应关系,得到不同边界条件下的自由振动波数,进而得到圆柱壳自由振动问题的代数方程组,求解即可得到正交铺设复合材料层合圆柱壳的固有频率和模态。数值算例对比了该方法和其他方法计算得到的圆柱壳固有频率,验证了该方法的有效性和准确性。 展开更多
关键词 层合圆柱壳 正交铺设 自由振动 辛空间 基于波的方法
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轴向运动正六边形板的自由振动
10
作者 随岁寒 刘金建 《海南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第1期20-29,共10页
本文研究了在轴向运动激励下正六边形薄板的横向自由振动问题。应用Reddy三阶剪切变形板理论刻画板的力学状态,采用6节点三角形单元离散求解域,利用虚功原理建立系统的动力学有限元方程。数值算例选取2种典型布置形式,并分别考虑固支和... 本文研究了在轴向运动激励下正六边形薄板的横向自由振动问题。应用Reddy三阶剪切变形板理论刻画板的力学状态,采用6节点三角形单元离散求解域,利用虚功原理建立系统的动力学有限元方程。数值算例选取2种典型布置形式,并分别考虑固支和简支2种边界条件。通过求解系统方程得到了前四阶固有频率,经与ANSYS计算结果对比,验证了本研究方法的准确性。研究发现,速度通过离心力和科氏力影响系统固有振动,且速度与各阶频率反相关。正六边形板的第二和第三阶振动分别有2种模态,速度为零时其固有频率相同,但随着速度的增大逐渐分离。本文揭示的若干动力学现象可为轴向运动正六边形薄板的设计和优化提供参考。 展开更多
关键词 轴向运动 正六边形薄板 Reddy板理论 自由振动 有限单元法
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任意不等跨等截面连续梁自由振动分析
11
作者 陈得良 李耕 《交通科学与工程》 2024年第2期55-61,共7页
以等截面任意不等跨连续梁为对象,基于Euler-Bernoulli梁理论,利用分段梁模型和分离变量法,在考虑连续梁边界以及梁段位移连续性条件的基础上,提出了任意多跨不等跨连续梁固有频率和振动模态分析新方法。利用该方法可高效得到任意不等... 以等截面任意不等跨连续梁为对象,基于Euler-Bernoulli梁理论,利用分段梁模型和分离变量法,在考虑连续梁边界以及梁段位移连续性条件的基础上,提出了任意多跨不等跨连续梁固有频率和振动模态分析新方法。利用该方法可高效得到任意不等跨连续梁的固有频率和振动模态,该方法将为多跨连续梁车-桥耦合等受迫振动响应研究提供新的思路和便利。 展开更多
关键词 多跨连续梁 等截面 EULER-BERNOULLI梁 自由振动 迭代法
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非均布约束刚度下硬涂层圆柱壳自由振动的半解析建模及分析 被引量：1
12
作者 杨建 张月 宋华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第20期280-285,共6页
为有效模拟圆柱壳服役过程的螺栓连接失谐情况,提出了一种周向离散非均布弹性约束模型。在此基础上,利用Rayleigh-Ritz法建立非均布约束刚度下硬涂层圆柱壳自由振动半解析模型。以涂敷NiCoCrAlY+YSZ硬涂层材料的薄壁圆柱壳为例,通过理... 为有效模拟圆柱壳服役过程的螺栓连接失谐情况,提出了一种周向离散非均布弹性约束模型。在此基础上,利用Rayleigh-Ritz法建立非均布约束刚度下硬涂层圆柱壳自由振动半解析模型。以涂敷NiCoCrAlY+YSZ硬涂层材料的薄壁圆柱壳为例,通过理论与试验和有限元结果对比验证了该模型的合理性。同时,进一步探讨了螺栓连接失谐对硬涂层圆柱壳复合结构振动特性的作用规律。结果表明,在不同螺栓数量下,随着约束刚度失谐参数的增加,结构固有频率整体呈现逐渐增加的变化趋势其变化速率逐渐减小。随着螺栓数量的增加,约束刚度失谐参数对硬涂层圆柱壳复合结构固有频率的显著影响整体上逐渐由低周向波数转向高周向波数。 展开更多
关键词 硬涂层圆柱壳 螺栓连接 弹性约束 自由振动 半解析
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变截面欧拉梁自由振动分析的重采样微分求积法 被引量：2
13
作者 徐卫敏 何剡江 吴熙 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期73-78,共6页
采用重采样微分求积法求解了变截面欧拉梁的自由振动问题。推导了变截面梁的控制方程离散格式,采用重采样矩阵方法对边界条件进行处理,给出了变截面梁自由振动算法。采用本文方法对不同类型截面形式和不同边界条件的变截面梁进行自由振... 采用重采样微分求积法求解了变截面欧拉梁的自由振动问题。推导了变截面梁的控制方程离散格式,采用重采样矩阵方法对边界条件进行处理,给出了变截面梁自由振动算法。采用本文方法对不同类型截面形式和不同边界条件的变截面梁进行自由振动分析,并和其他解法进行比较。计算结果表明,本文方法可以适用于不同变截面类型和不同边界条件,计算精度与解析解吻合良好,具有良好的收敛性能。在同等精度条件下网格点数少于现有计算方法。重采样转换矩阵边界处理方法相比于传统边界处理方法具有更快的收敛性能。 展开更多
关键词 变截面 自由振动 微分求积法 重采样
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石墨烯增强功能梯度梁自由振动的解析解 被引量：1
14
作者 张靖华 司成龙 马浩 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第2期49-55,共7页
基于Euler-Bernoulli梁理论,研究了石墨烯片增强功能梯度复合材料梁的自由振动特性.研究中考虑石墨烯片方向随机且均匀地散布在每层基体中,其含量沿厚度按照3种不同方式梯度变化.首先根据Halpin-Tsai力学模型和混合率法则得到该复合材... 基于Euler-Bernoulli梁理论,研究了石墨烯片增强功能梯度复合材料梁的自由振动特性.研究中考虑石墨烯片方向随机且均匀地散布在每层基体中,其含量沿厚度按照3种不同方式梯度变化.首先根据Halpin-Tsai力学模型和混合率法则得到该复合材料的等效物性参数,然后由Hamilton原理推导出石墨烯增强功能梯度梁的动力学控制微分方程,对其自由振动方程进行精确解析求解获得固有频率和模态的解析表达式,同时给出该复合材料梁的固有频率与相同边界条件均匀梁的固有频率之间的解析表达式,并且通过参数研究分析了石墨烯片的质量分数、几何形状和分布模式等对梁自由振动固有频率的影响. 展开更多
关键词 自由振动 功能梯度结构 石墨烯增强 梁
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热环境下热电材料圆板的横向自由振动特性
15
作者 滕兆春 杨文秀 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2023年第3期165-172,共8页
为获得热环境作用下热电材料圆板的横向自由振动特性,基于经典板理论和热电材料固有性质,建立热环境下热电材料圆板轴对称自由振动的控制微分方程.采用微分变换法(DTM)对无量纲控制微分方程及边界条件进行变换,分别得到周边简支和固支... 为获得热环境作用下热电材料圆板的横向自由振动特性,基于经典板理论和热电材料固有性质,建立热环境下热电材料圆板轴对称自由振动的控制微分方程.采用微分变换法(DTM)对无量纲控制微分方程及边界条件进行变换,分别得到周边简支和固支约束条件下热电材料圆板横向自由振动的无量纲固有频率.退化后与各向同性圆板自由振动的固有频率进行对比,验证研究方法行之有效.讨论不同时刻、不同输入热流和不同外加电流密度对热电圆板瞬态温度场的影响,以及上表面温度和外加电流密度对无量纲固有频率的影响.结果表明:热电材料圆板的无量纲固有频率随上表面温度的升高而减小,随外加电流密度的减小而增大,边界约束条件越强,固有频率越大. 展开更多
关键词 热电材料 圆板 温度场 自由振动 固有频率 微分变换法
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变厚度圆板自由振动的研究
16
作者 鲍四元 顾业清 《苏州科技大学学报（自然科学版）》 2023年第1期11-18,33,共9页
针对弹性边界条件下变厚度圆板的自由振动问题,提出一种改进Fourier级数法来研究其振动特性。在沿圆板的边界均匀的设置弹簧以模拟弹性边界,包括横向位移弹簧和旋转约束弹簧。首先建立圆板的能量表达式,再通过瑞利-里兹法进行求解,把振... 针对弹性边界条件下变厚度圆板的自由振动问题,提出一种改进Fourier级数法来研究其振动特性。在沿圆板的边界均匀的设置弹簧以模拟弹性边界,包括横向位移弹簧和旋转约束弹簧。首先建立圆板的能量表达式,再通过瑞利-里兹法进行求解,把振动问题转化为矩阵特征值问题。数值仿真验证过程中当边界条件改变时,只需要改变仿真模型中的弹簧刚度系数就可改变系统的质量矩阵和刚度矩阵,得到其振动频率和模态等特性。数值结果表明,该方法简便合理,具有较好的推广价值。 展开更多
关键词 弹性边界条件 圆板 变厚度 自由振动
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增材制造BCCZ点阵夹芯梁结构的自由振动分析 被引量：1
17
作者 张武昆 谭永华 +3 位作者 高玉闪 王珺 赵剑 耿小亮 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期318-325,共8页
通过理论、有限元和试验方法研究了悬臂边界条件下BCCZ(体心立方点阵边界添加Z向杆件增强构型)点阵夹芯梁结构的振动行为。基于哈密顿原理和“改进折线”法,获得其振动频率理论模型。并使用SLM(选择性激光熔融)技术和钛合金TC4材料制备... 通过理论、有限元和试验方法研究了悬臂边界条件下BCCZ(体心立方点阵边界添加Z向杆件增强构型)点阵夹芯梁结构的振动行为。基于哈密顿原理和“改进折线”法,获得其振动频率理论模型。并使用SLM(选择性激光熔融)技术和钛合金TC4材料制备了BCCZ点阵夹芯梁试件,进行了模态试验,有限元和试验验证了理论模型的准确性。然后研究了胞元直径、面板厚度和芯子高度等结构几何参数和材料性能对BCCZ点阵结构振动性能的影响规律。结果表明:减小胞元直径,减小面板厚度,提高芯子高度均可以提高BCCZ点阵夹芯梁结构的一阶固有频率参数(一阶固有频率与同质量同面板面积的实体结构之比),胞元直径的影响最明显。面板-芯子-面板材料组合为钛-铝-钛时一阶固有频率最高。研究结果对BCCZ点阵夹芯结构的设计及工程应用具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 点阵夹芯梁 自由振动 固有频率 增材制造 有限元
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变厚度旋转圆柱壳的自由振动研究
18
作者 李涵 李欣业 +3 位作者 白斌 钱毅 桑建兵 李想 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1258-1265,共8页
为了提高旋转圆柱壳结构的使用性能和工作效率,减轻其质量已成为有效方式之一,针对这一需求,旋转圆柱壳结构有设计为厚度沿轴向变化即变厚度的趋势。基于此,利用Chebyshev-Ritz方法,对厚度沿轴向有3种线性变化形式的变厚度旋转圆柱壳的... 为了提高旋转圆柱壳结构的使用性能和工作效率,减轻其质量已成为有效方式之一,针对这一需求,旋转圆柱壳结构有设计为厚度沿轴向变化即变厚度的趋势。基于此,利用Chebyshev-Ritz方法,对厚度沿轴向有3种线性变化形式的变厚度旋转圆柱壳的自由振动进行研究。考虑科氏力与离心力的影响,基于Sanders壳理论,将圆柱壳的位移场近似展开为Chebyshev多项式与边界函数乘积的形式,计算变厚度旋转圆柱壳的动能与势能,再根据Ritz方法获得变厚度旋转圆柱壳的频率方程。在此基础上,将所得结果与已有文献中的结果进行比较,验证了建模方法的准确性,并对计算结果进行了收敛性研究。最后比较了不同厚度变化形式下旋转圆柱壳的自由振动,并讨论了转速、厚度变化参数、圆柱壳长径比等参数对变厚度旋转圆柱壳自由振动的影响。 展开更多
关键词 自由振动 变厚度旋转圆柱壳 固有频率 Chebyshev-Ritz法
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含双边呼吸式裂纹悬臂梁的自由振动分析
19
作者 马一江 李宇昕 +4 位作者 王加夏 陈国平 吴杰 樊乐 马康佳 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期1718-1728,共11页
基于含双边裂纹梁的振动行为,本文提出一种含双边呼吸式裂纹悬臂梁自由振动的理论分析方法。考虑裂纹的倾斜角度,将裂纹模块转化成悬臂梁的局部柔度;根据双边裂纹的呼吸行为,建立含双边呼吸式裂纹悬臂梁的刚度模型;采用Galerkin方法,将... 基于含双边裂纹梁的振动行为,本文提出一种含双边呼吸式裂纹悬臂梁自由振动的理论分析方法。考虑裂纹的倾斜角度,将裂纹模块转化成悬臂梁的局部柔度;根据双边裂纹的呼吸行为,建立含双边呼吸式裂纹悬臂梁的刚度模型;采用Galerkin方法,将梁结构的振动微分方程简化为多个单自由度系统的振动微分方程组,推导含双边呼吸式裂纹梁的固有频率和振型;通过ANSYS开展含双边呼吸式裂纹悬臂梁模态的数值分析,验证本文提出的理论方法。算例分析结果表明:与张开时裂纹模型相比,呼吸式裂纹模型更加接近工程实际;裂纹的倾斜角度是影响梁结构固有频率的重要因素,而裂纹对梁结构固有振型的影响很小。 展开更多
关键词 呼吸式裂纹 双边裂纹 悬臂梁 GALERKIN方法 自由振动
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压电复合材料纳米圆柱壳自由振动问题的辛方法
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作者 祝圣博 仝真真 +3 位作者 倪一文 孙家斌 周震寰 徐新生 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第1期12-17,共6页
针对一类压电复合材料纳米圆柱壳自由振动问题,提出一种新的解析求解方法。基于Eringen非局部理论和Reissner壳理论,建立压电复合材料纳米圆柱壳的基本方程。通过引入原变量及其对偶变量,将传统体系下的控制方程转换为哈密顿体系下的对... 针对一类压电复合材料纳米圆柱壳自由振动问题,提出一种新的解析求解方法。基于Eringen非局部理论和Reissner壳理论,建立压电复合材料纳米圆柱壳的基本方程。通过引入原变量及其对偶变量,将传统体系下的控制方程转换为哈密顿体系下的对偶方程,原问题转化为辛空间下的本征问题,压电复合材料纳米圆柱壳的固有频率及振型函数可以利用辛本征值和本征解表示。建立混合模型获得压电碳纳米管增强复合材料的等效材料参数。数值算例验证了该方法的正确性,并讨论了几何参数、材料参数、边界条件、非局部参数和外加电势对压电碳纳米管增强复合材料纳米圆柱壳自由振动特性的影响。研究结论可为该类结构的设计与评估提供参考。 展开更多
关键词 压电材料 碳纳米管增强复合材料 纳米圆柱壳 自由振动 辛方法
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