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复合材料夹芯圆柱壳自由振动研究

发布时间:2018-11-16 13:25
【摘要】:为探究某复合材料夹芯圆柱壳的振动特性,采用单点拾振法进行模态试验,并基于有限元方法对该圆柱壳进行了固有频率计算。将实验和仿真对比,发现有限元计算固有频率和实验最大误差为10.65%,模态振型大体一致,振幅曲线吻合较好。基于有限元法研究了长度、半径以及芯材表层厚度分布对该圆柱壳基频的影响,结果表明:长度和半径的增加均导致基频的降低,但长度的变化对基频的影响更显著;圆柱壳基频状态时的振型与几何参数有关,即半径增加,环向波数增多;长度增加,环向波数减少。采用二阶实体单元对芯材进行离散,内外表层相对中面线位移具有对称性,芯材因其自身的弹性处于压缩状态,说明有限元法能有效模拟内外表层横向位移运动情况。
[Abstract]:In order to study the vibration characteristics of a composite sandwich cylindrical shell, the modal test was carried out by using the single point pick up method, and the natural frequency of the cylindrical shell was calculated based on the finite element method. By comparing the experiment with the simulation, it is found that the maximum error of the finite element method is 10.65, the modal mode is approximately the same, and the amplitude curve is in good agreement. Based on the finite element method, the effects of length, radius and thickness distribution of core layer on the fundamental frequency of the cylindrical shell are studied. The results show that the increase of length and radius leads to the decrease of the fundamental frequency, but the change of length has a more significant effect on the fundamental frequency. The mode shapes of cylindrical shells in the fundamental frequency state are related to geometric parameters, that is, the radius increases, the circumferential wavenumber increases, and the length increases, the circumferential wavenumber decreases. The second order solid element is used to discretize the core material, and the inner and outer surface layer has symmetry relative to the midplane line displacement, and the core material is in a compression state because of its own elasticity, which shows that the finite element method can effectively simulate the lateral displacement movement of the inner and outer surface layer.
【作者单位】: 海军工程大学舰船工程系;华中科技大学船舶与海洋工程学院;
【分类号】:O327

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本文编号:2335629


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