隨著高速飛行器的快速發(fā)展,飛行器的速度越來越快,這就導致了因摩擦而產生的高溫載荷以及推力引起的強噪聲載荷聯(lián)合作用于飛行器結構表面,對其振動特性造成了很大影響。為了減重飛行器大量采用薄壁結構,那么研究薄壁結構在熱噪聲載荷作用下的屈曲特性、屈曲前后的振動及響應就具有非常重要的意義。本文基于Von Karman的大撓度非線性理論,利用有限元法對薄板的熱屈曲問題、熱屈曲前后的振動特性以及熱噪聲載荷聯(lián)合作用下的非線性振動響應進行了分析。首先,基于熱屈曲問題基本方程,利用變積法建立了薄壁結構熱屈曲問題的變分原理,并進一步推導了該問題的有限元列式。得到了各階臨界屈曲溫度和屈曲構型,分析了不同邊界條件和不同長寬比對臨界屈曲溫度的影響。接下來,基于非線性動力學基本方程,利用變積法建立了薄壁結構熱振動問題的變分原理,進而應用有限元法對薄板結構屈曲前后的振動特性進行了分析。通過計算結果發(fā)現(xiàn)屈曲之前頻率隨溫度的升高而降低,屈曲之后頻率隨著溫度的升高反而變大。本文把這種現(xiàn)象產生的原因歸結為剛度的影響。同時本文也發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高,結構會依次丟失掉低階的振型。本文利用有限平穩(wěn)高斯白噪聲模擬了隨機噪聲激勵,采用Ne... 

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景和研究意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 熱屈曲與熱后屈曲研究現(xiàn)狀
        1.2.2 熱噪聲環(huán)境下振動響應研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內容
第2章 有限元法介紹
    2.1 引言
    2.2 變分原理和微分方程的等效積分形式
        2.2.1 Lagrange乘子法
        2.2.2 變積法
    2.3 有限元離散過程
        2.3.1 三角形單元
        2.3.2 矩形單元
        2.3.3 矩形薄板單元
    2.4 邊界條件的引入
        2.4.1 代入法
        2.4.2 乘大數(shù)法
    2.5 有限元方程的求解
        2.5.1 大型特征值問題
        2.5.2 非線性問題
    2.6 本章小結
第3章 薄壁結構熱屈曲分析
    3.1 引言
    3.2 薄壁結構熱屈曲基本方程
    3.3 薄壁結構熱屈曲問題的變分原理
        3.3.1 簡支邊界條件
        3.3.2 固支邊界條件
    3.4 有限元離散
        3.4.1 簡支邊界條件下的有限元方程
        3.4.2 固支邊界條件下的有限元方程
    3.5 計算結果
        3.5.1 簡支邊界條件
        3.5.2 固支邊界條件
    3.6 本章小結
第4章 薄壁結構熱振動模態(tài)分析
    4.1 引言
    4.2 薄壁結構熱振動基本方程
    4.3 薄壁結構熱振動問題的變分原理
        4.3.1 簡支邊界條件
        4.3.2 固支邊界條件
    4.4 有限元離散
        4.4.1 簡支邊界條件下的有限元方程
        4.4.2 固支邊界條件下的有限元方程
    4.5 結構振動頻率及振型的求解
    4.6 屈曲前計算結果
    4.7 屈曲后計算結果
    4.8 本章小結
第5章 熱噪聲聯(lián)合作用下薄壁結構的非線性振動
    5.1 引言
    5.2 隨機噪聲激勵的確定
    5.3 NEWMARK方法的應用
    5.4 計算結果
        5.4.1 時域計算結果
        5.4.2 頻域計算結果
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于激光非接觸測量的熱模態(tài)試驗技術[D]. 崔嵩.南京航空航天大學 2012



本文編號：3708582