边界条件对旋转薄壁圆柱壳结构自由振动行波特性的影响分析
本文关键词: 旋转薄壁圆柱壳 自由振动 行波特性 边界约束 固有频率 出处:《振动工程学报》2016年03期 论文类型:期刊论文
【摘要】:建立了弹性约束边界下旋转薄壁圆柱壳结构自由振动行波特性分析模型,通过在边界引入四种约束弹簧,任意边界条件可以通过设置刚度系数而统一得到。基于Sanders薄壳理论对旋转薄壁圆柱壳自由振动的振动能量表达式进行了推导,三个方向的振动位移场通过一种改进傅立叶级数进行展开,带入能量表达式并利用RayleighRitz法进行变换推导,得到旋转薄壁圆柱壳自由振动的系统特征方程。利用MATLAB编程计算,得到行波振动固有频率,通过与现有文献中其他方法比较,验证了本文方法的正确性,随后采用不同几何参数、不同边界条件、不同约束弹簧刚度的算例对振动特性的影响进行分析,揭示了转速、长径比、厚径比等几何条件以及边界约束弹簧刚度对旋转薄壁圆柱壳自由振动行波特性的影响规律。
[Abstract]:A model for analyzing the free vibration traveling wave characteristics of a rotating thin-walled cylindrical shell structure with elastic constraint boundary is established. Four constrained springs are introduced at the boundary. Arbitrary boundary conditions can be obtained by setting stiffness coefficient uniformly. Based on Sanders thin shell theory, the vibration energy expression of the free vibration of rotating thin-walled cylindrical shells is derived. The vibration displacement field in three directions is expanded by an improved Fourier series. The energy expression is brought in and the system characteristic equation of the free vibration of the cylindrical shell is derived by RayleighRitz method. The system characteristic equation is obtained by MATLAB programming. The natural frequency of traveling wave vibration is obtained. The correctness of the method is verified by comparing it with other methods in the existing literature, and then different geometric parameters and different boundary conditions are adopted. The effect of the stiffness of spring with different constraints on the vibration characteristics is analyzed, and the effects of geometric conditions such as rotational speed, ratio of length to diameter, ratio of thickness to diameter, and the stiffness of boundary constrained spring on the free vibration traveling wave characteristics of cylindrical shells with rotating thin-walled shells are revealed.
【作者单位】: 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院;中船动力研究院有限公司;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(11202056)
【分类号】:O327
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本文编号:1550835
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