作為一個基本構(gòu)件單元,環(huán)形薄板由于其良好的工程結(jié)構(gòu)特性,早已遍及許多不同的工程領(lǐng)域,但該結(jié)構(gòu)在實際環(huán)境中受到各種動載荷作用而發(fā)生振動時,會影響它的使用性能。因此,深入分析該結(jié)構(gòu)的自由振動特性就顯得尤為重要。其中,環(huán)板邊界約束更是一個影響該結(jié)構(gòu)振動特性的關(guān)鍵因素。但是目前相關(guān)研究大多著眼于一些經(jīng)典邊界約束下的環(huán)板自由振動特性,對于其他彈性邊界約束條件卻鮮少涉及。而且分析不同邊界條件下或者具有不同幾何特征的環(huán)板振動特性時,需要重新對其進(jìn)行針對性的建模及相關(guān)公式推導(dǎo)。因此,本論文構(gòu)建了一種適用于任意邊界條件的環(huán)板結(jié)構(gòu)模型,并對此進(jìn)行了振動特性分析。首先,本論文構(gòu)建出一個滿足任意邊界條件的各向同性環(huán)板結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型。然后將此研究模型的振動位移函數(shù)表示成Fourier-Bessel與輔助多項式相結(jié)合的形式,同時利用Rayleigh-Ritz能量理論推導(dǎo)出特征方程并對此進(jìn)行簡化求解,最后將所得結(jié)果與相關(guān)文獻(xiàn)及有限元軟件運行的結(jié)果進(jìn)行比較分析,證明了本論文方法的正確性。然后,本論文將改進(jìn)Fourier-Bessel方法推廣至分析任意彈性邊界約束下各向異性環(huán)板和階梯變厚度環(huán)板結(jié)構(gòu)的自由振動特性,并通過... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

環(huán)板結(jié)構(gòu)的應(yīng)用實例

哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文2在日常生活和工程活動內(nèi)，環(huán)形薄板結(jié)構(gòu)往往受到許多其他邊界約束條件，這不僅包括自由、簡支和固支這三種經(jīng)典邊界條件以及它們的任意組合，更加包括他彈性邊界約束。而且由于該結(jié)構(gòu)的厚度遠(yuǎn)小于其半徑值，所以它在遭受一些難以避免的力的作用時，極有可能會發(fā)生強(qiáng)烈的振動，而這種振動常常導(dǎo)致該系統(tǒng)難以保證最初的穩(wěn)定性，因而降低該系統(tǒng)的運作精度，如圖1.2所示的壓電圓片[12-13]。除此之外，這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不利振動還可能產(chǎn)生噪聲等負(fù)面影響，這些都不僅僅關(guān)系著人們的日常生活，而且還直接關(guān)系到人類生存和居住的環(huán)境，更可能關(guān)系到我們的國防安全[14]。因此，無論是從理論探究還是實踐運用的角度來看，分析復(fù)雜邊界條件下環(huán)板結(jié)構(gòu)自由振動特性都是一個很有挑戰(zhàn)性的課題，所以，越來越多的研究學(xué)者開始專注于環(huán)板結(jié)構(gòu)的振動特性方面的探究。圖1.2壓電圓片眾所周知，對任何系統(tǒng)進(jìn)行動力學(xué)特性分析時都需要綜合其結(jié)構(gòu)部件及邊界條件進(jìn)行建模，準(zhǔn)確地建立起環(huán)板結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析模型也是研究其動力學(xué)特性的前提。例如：轉(zhuǎn)動環(huán)板的轉(zhuǎn)動噪聲消除以及面內(nèi)振動頻率在壓電圓片設(shè)計中都具有十分重要的參考價值，較小的振動都不可避免地會影響著最終測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[12-15]。盡管現(xiàn)在已經(jīng)可以看到一些環(huán)形薄板結(jié)構(gòu)研究模型振動特性的研究成果，但是對于更具彈性邊界下的環(huán)板結(jié)構(gòu)來說，仍然需要找尋一種更加系統(tǒng)的理論研究方法去探究它的自由振動特性。如若對于此類環(huán)形薄板結(jié)構(gòu)研究模型特性的認(rèn)識不夠的話，在設(shè)計環(huán)形薄板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時可能會遇到相當(dāng)?shù)睦щy，這也很可能成為相關(guān)工程技術(shù)水平的一個重要制約因素。為此對環(huán)板結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性展開深入的研究并構(gòu)建出復(fù)雜邊界條件下環(huán)板結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一動力學(xué)模型，可以為設(shè)計相關(guān)工?

第1章緒論9此模型自由振動的矩陣，然后進(jìn)行數(shù)值算例分析，并將其與有限元的結(jié)果和一些文獻(xiàn)結(jié)果進(jìn)行對比，進(jìn)而驗證本方法的正確性和收斂性。（2）在以上關(guān)于各向同性環(huán)形薄板結(jié)構(gòu)自由振動特性分析的基礎(chǔ)上，將改進(jìn)的Fourier-Bessel級數(shù)法推廣到各向異性環(huán)形薄板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模型的振動特性的探究分析上。再根據(jù)上文的分析思路和建模過程，首先建立起此結(jié)構(gòu)自由振動的統(tǒng)一動力學(xué)分析模型，同時運用Rayleigh-Ritz能量方法對此結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論推導(dǎo)，最后進(jìn)行相關(guān)模型驗證和參數(shù)化分析。（3）將上述方法推廣到階梯變厚度環(huán)形薄板結(jié)構(gòu)的振動特性的研究上，首先建立起階梯變厚度環(huán)形薄板結(jié)構(gòu)振動的統(tǒng)一動力學(xué)分析模型，并利用Rayleigh-Ritz原理對此結(jié)構(gòu)的自由振動特性進(jìn)行理論公式推導(dǎo)，最后同樣進(jìn)行相關(guān)數(shù)值分析。（4）從模態(tài)分析的角度上，驗證本方法建模的正確性。首先確定環(huán)板結(jié)構(gòu)模態(tài)實驗的方案，然后確定結(jié)構(gòu)的支撐方式、激勵方式，總體設(shè)計分別進(jìn)行內(nèi)外自由和外邊固支-內(nèi)邊自由的環(huán)板振動模態(tài)實驗。并且通過對實驗數(shù)據(jù)的收集處理從而進(jìn)一步從邊界支撐方式和板的孔徑比兩個角度來校驗本論文研究方法的正確性。圖1.3論文結(jié)構(gòu)安排

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[5]鋼管混凝土柱—鋼梁環(huán)板節(jié)點力學(xué)性能與設(shè)計方法研究[D]. 秦庚.蘭州理工大學(xué) 2009
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[7]環(huán)板式針擺行星減速器減振降噪研究[D]. 郭偉強(qiáng).大連交通大學(xué) 2008
[8]基于LabVIEW的多通道模態(tài)分析儀的研制[D]. 楊立國.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號：3423677