随机热声载荷下薄板的屈曲与跳变研究

发布时间：2021-05-21 01:52

　　在某些机械结构中,一些受热部件大多采用合金薄板结构,这种设计在减轻自身结构重量的同时还要维持高温环境下结构的强度。机械载荷、随机热声载荷等复杂载荷作用下的薄壁结构呈现出典型的非线性运动特性,这类非线性动力学响应已受到学者们的广泛关注。本文主要研究在热载荷、机械载荷和噪声载荷等复杂环境下工作的带有初始缺陷的薄板结构的屈曲和跳变现象。首先,通过弹性力学的三个基本方程以及Kirch-hoff假设,采用冯卡曼理论,建立了带有初始缺陷的薄板的非线性大挠度运动方程。在方程中考虑了热应力的影响,选取不可动边界条件并将板内应力分解成均匀分布的应力和随位置变化的应力两部分。然后,利用Galerkin方法对模型进行了离散化处理,并研究了纵横比、方程选取的模态数量、初始缺陷等薄板结构参数和临界屈曲温度之间的关系。研究表明,当薄板的纵横比减小时,临界屈曲温度升高,并且高阶模态的临界屈曲温度高于低阶模态的临界屈曲温度。通过系统的单自由度简化模型,发现弯曲位移随着热屈曲温度的增加而增大,随着纵横比的减小而减小。接下来,用Runge-Kutta法求解了带有时变的惯性项和阻尼项的常微分方程组,并观察了在变温影响下薄板... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 热声疲劳问题的国内外研究现状
    1.3 本文的主要工作
第2章 热载荷薄板的大挠度方程
    2.1 引言
    2.2 薄板的大挠度静态基本方程
        2.2.1 弹性力学基本方程
        2.2.2 薄板的Kirch-hoff假设
        2.2.3 薄板受纵横载荷共同作用
        2.2.4 薄板的冯卡曼大挠度方程
    2.3 热应力作用下薄板的静态方程
    2.4 带有初始缺陷的薄板动态方程
    2.5 本章小结
第3章 热载荷薄板的静态屈曲分析
    3.1 引言
    3.2 大挠度应力函数解的结构分析与边界条件
    3.3 模态方程的转化
    3.4 临界屈曲温度的确定
    3.5 单自由度简化下平板的屈曲分析
    3.6 本章小结
第4章 热载荷板的动态仿真与分析
    4.1 引言
    4.2 无外部载荷的热载荷板动态仿真
    4.3 外部机械载荷作用下薄板的响应
        4.3.1 冲击载荷作用下薄板的响应
        4.3.2 谐波载荷作用下薄板的响应
    4.4 随机声载荷下薄板的响应
        4.4.1 随机声载荷的数学模型[69]
        4.4.2 随机声载荷的数值仿真
    4.5 本章小结
第5章 随机热载荷板的动态仿真与分析
    5.1 引言
    5.2 随机热载荷的数学模型
        5.2.1 三次样条插值
        5.2.2 随机热载荷板的动态响应
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进雨流法的复合材料薄壁结构随机声疲劳寿命估算[J]. 冯飞飞,沙云东,朱林,揭晓博.  沈阳航空航天大学学报. 2015(01)
[2]带有温度梯度的热载荷与声载荷作用下薄板动态响应[J]. 沙云东,朱林,栾孝驰,张国治,冯飞飞.  振动与冲击. 2014(18)
[3]薄壁结构在随机噪声载荷作用下的振动响应离散度分析[J]. 任方,郑德强,李海波.  机械强度. 2013(03)
[4]基于联合概率密度的随机声疲劳寿命估算方法[J]. 沙云东,张振,唐金,李纪永.  振动.测试与诊断. 2012(S1)
[5]基于雨流计数法和功率谱密度法的随机声疲劳应用研究[J]. 郭小鹏,沙云东,柏树生,张东明.  航空发动机. 2010(05)
[6]飞行器结构热噪声试验的研究进展[J]. 吴振强,任方,张伟,孔凡金,张正平.  导弹与航天运载技术. 2010(02)
[7]基于应力概率密度和功率谱密度法的随机声疲劳寿命预估方法研究[J]. 沙云东,郭小鹏,张军.  振动与冲击. 2010(01)
[8]随机振动载荷下缺口件疲劳寿命分析的频域法[J]. 王明珠,姚卫星.  南京航空航天大学学报. 2008(04)
[9]薄壁板在随机声载荷作用下的振动响应谱估算[J]. 沙云东,闻邦椿,屈伸.  振动与冲击. 2007(06)
[10]火焰筒热疲劳分析与寿命估计[J]. 耿小亮,郭运强,张克实,秦亮.  机械强度. 2007(02)

硕士论文
[1]高温合金薄壁结构随机声疲劳分析技术研究[D]. 郭小鹏.沈阳航空工业学院 2010
[2]复合材料薄壁结构在随机声载荷作用下的振动响应研究[D]. 晁爱芳.沈阳航空工业学院 2009



本文编号：3198826