开口圆柱壳的振动响应分析

发布时间：2021-12-11 00:47

　　采用解析法研究四边简支开口圆柱壳在简谐激振力作用下的稳态响应特性。基于板壳振动Love理论导出壳体响应求解方程,并对3种阻尼和不同位置时壳体的径向振幅随激励频率的变化情况进行分析;探究7种不同结构参数的开口圆柱壳在前10阶模态频率处的共振响应,并对位移响应进行评估;分析不同长径比（L/R）、厚径比（h/R）、开口角度（θ）下开口圆柱壳的频率响应曲线,以及结构参数与材料参数相同时开口圆柱壳在不同位置的响应特性。结果表明,选择合适的结构参数与材料对于不同工况或工程问题的减振是很重要的。 

【文章来源】：东华大学学报(自然科学版). 2020,46(06)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图１开口圆柱壳Ｆｉｇ．１Ｏｐｅｎｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌ

．７７４９．９５４９．９５４９．９５９．９６１０．８４１０．８２１０．８２２．４９５．２７５．２３５．２３１７／１０．７８３７．１５３７．３２３７．３２３７．３２７．４３８．２８８．２５８．２５１．８６４．３７４．３３４．３３１９／１１．０１２８．５２２８．６９２８．６８２６．６８５．７０６．５２６．４８６．４７１．４３３．７０３．６４３．６４开口圆柱壳Ⅰ在点（Ｌ／２，θ／２）处外激励频率与ｍ＝１９、ｎ＝１固有频率相等时的振动响应级数解与Ｍ、Ｎ之间的关系如图２所示，其中，纵轴标题｜ｗ（Ｌ／２，θ／２）ＥＲ／Ｐ｜×１０－３表示无量纲位移响应幅值。图２开口圆柱壳Ⅰ振动响应的收敛性Ｆｉｇ．２ＴｈｅｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｏｆｏｐｅｎｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌⅠｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅ由图２可知，随着Ｍ、Ｎ的增加，响应级数解值逐渐趋于平稳收敛，并且Ｍ值对响应级数解的影响较大，而Ｎ对响应级数解的影响较小。通过计算可知，当Ｎ＝１９、Ｍ＝２５时响应级数解收敛。开口圆柱壳Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ响应值的变化特性与长径比之间的关系如图３所示。由图３可知：响应值随外载荷频率的增加而减小；随长径比的增加，共振点的峰值减小，相邻固有频率之间的间距减小，共振峰间距减小，而远离共振峰的响应基本未发生变化，即长径比的大小对远离共振峰的响应影响较小。开口圆柱壳Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ响应值的变化特性与厚径比之间的关系如图４所示。由图４可知：随着厚径比的增图３开口圆

０－３表示无量纲位移响应幅值。图２开口圆柱壳Ⅰ振动响应的收敛性Ｆｉｇ．２ＴｈｅｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｏｆｏｐｅｎｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌⅠｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅ由图２可知，随着Ｍ、Ｎ的增加，响应级数解值逐渐趋于平稳收敛，并且Ｍ值对响应级数解的影响较大，而Ｎ对响应级数解的影响较小。通过计算可知，当Ｎ＝１９、Ｍ＝２５时响应级数解收敛。开口圆柱壳Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ响应值的变化特性与长径比之间的关系如图３所示。由图３可知：响应值随外载荷频率的增加而减小；随长径比的增加，共振点的峰值减小，相邻固有频率之间的间距减小，共振峰间距减小，而远离共振峰的响应基本未发生变化，即长径比的大小对远离共振峰的响应影响较小。开口圆柱壳Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ响应值的变化特性与厚径比之间的关系如图４所示。由图４可知：随着厚径比的增图３开口圆柱壳振动响应与长径比的关系Ｆｉｇ．３Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｔｈｅｌｅｎｇｔｈｔｏｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏｏｆｏｐｅｎｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌｓｈｅｌｌ大，远离共振点和共振点附近响应值明显减小；随着厚径比的变化，共振点的位置发生大幅度偏移，并且相邻共振峰之间的间距随着厚径比的增大而增大。图４开口圆柱壳振动响应与厚径比的关系Ｆｉｇ．４Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｖｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｄｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｔｏｄｉａｍｅｔｅｒｒａｔｉｏｏｆｏｐｅｎｃｙｌｉｎｄ

【参考文献】：
期刊论文
[1]正交各向异性功能梯度材料开口圆柱壳的自由振动分析[J]. 李伟柏,曹志远,唐寿高.  力学季刊. 2016(03)

博士论文
[1]正交各向异性圆柱壳静动态特性分析及比较研究[D]. 李学斌.华中科技大学 2004



本文编号：3533703