本文關(guān)鍵詞：加肋圓柱殼自由振動分析及鼓筒碰摩研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：圓柱殼結(jié)構(gòu)形式簡單、自重輕，且抗彎剛度和抗扭剛度大，被廣泛應(yīng)用于航空、航天、海洋工程等領(lǐng)域。實際工程中，常給圓柱殼增加環(huán)向和軸向的肋條，從而在保證結(jié)構(gòu)可靠性和耐用性的前提下，使圓柱殼結(jié)構(gòu)具有更好的強度、剛度和抗彎特性。工程中的圓柱殼結(jié)構(gòu)受力情況多種多樣，在外界激勵作用下，圓柱殼可能產(chǎn)生共振、動力失穩(wěn)和應(yīng)力疲勞，使結(jié)構(gòu)承載能力降低，使用壽命縮短，甚至引起無法預(yù)料的結(jié)構(gòu)破壞。所以有必要對圓柱殼結(jié)構(gòu)的振動特性進行研究。 本文研究任意邊界約束的加肋圓柱殼在靜止和旋轉(zhuǎn)情況下的自由振動特性和一類典型圓柱殼（葉輪機械的鼓筒部件）的受迫振動響應(yīng)及其非線性動力學(xué)特征。主要工作及成果如下： 首先，提出了分析任意邊界約束加肋圓柱殼自由振動特性的方法。引入人工彈簧約束，通過調(diào)整彈簧剛度來模擬圓柱殼的任意邊界約束。使用Gram-Schmidt正交化方法構(gòu)建特征正交多項式作為圓柱殼軸向振型函數(shù)，利用瑞利-里茲法推導(dǎo)出圓柱殼的頻率方程。通過與已有文獻結(jié)果對比驗證了本文方法的有效性。收斂性分析表明該分析方法收斂快、效率高。此外，基于此方法，分析了邊界約束剛度、肋條參數(shù)、柱殼轉(zhuǎn)速等因素對柱殼自由振動特性的影響。 其次，建立了鼓筒-機匣碰摩動力學(xué)模型。借鑒瑞利-里茲法的思想，使用模態(tài)假設(shè)與伽遼金離散，結(jié)合拉格朗日方程，推導(dǎo)出鼓筒受迫振動運動微分方程。建立了對應(yīng)不同碰摩形式的碰摩力模型，得到鼓筒碰摩振動微分方程。隨后對碰摩振動方程進行了無量綱化和降維簡化處理。 最后，采用數(shù)值方法得出了鼓筒-機匣碰摩振動響應(yīng)特征。通過數(shù)值計算，給出了碰摩剛度、激勵頻率、阻尼和篦齒-機匣間隙對鼓筒碰摩振動響應(yīng)的影響規(guī)律。結(jié)果表明，鼓筒碰摩振動的主要形式為倍頻周期運動，穩(wěn)態(tài)鼓筒碰摩振動波形的每個周期都存在主峰值和碰摩局部峰值，外激勵頻率和阻尼對鼓筒碰摩響應(yīng)的影響很大。
【關(guān)鍵詞】：加肋圓柱殼 任意邊界約束 瑞利-里茲法 鼓筒碰摩 動力學(xué)特性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH113
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 圓柱殼力學(xué)特性研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 圓柱殼自由振動研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 外力作用下的圓柱殼力學(xué)特性研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-16
• 1.3.1 任意邊界約束的加肋圓柱殼自由振動特性分析方法15
• 1.3.2 葉輪機械鼓筒碰摩特征分析15-16
• 第2章 圓柱殼振動分析理論基礎(chǔ)16-24
• 2.1 引言16
• 2.2 Sanders 薄壁殼理論16-19
• 2.2.1 薄壁殼理論的基本假設(shè)及殼體坐標(biāo)描述16-18
• 2.2.2 薄壁殼理論的基本方程18-19
• 2.3 構(gòu)建特征正交多項式的 Gram-Schmidt 正交化方法19-21
• 2.4 伽遼金離散與瑞利-里茲法簡介21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 任意邊界約束的加肋圓柱殼自由振動特性分析24-50
• 3.1 引言24
• 3.2 靜止的正交加肋圓柱殼自由振動特性分析24-36
• 3.2.1 正交加肋圓柱殼頻率方程25-32
• 3.2.2 有效性和收斂性分析及邊界支承剛度影響分析32-36
• 3.3 轉(zhuǎn)動的加環(huán)肋圓柱殼自由振動特性分析36-49
• 3.3.1 轉(zhuǎn)動的加環(huán)肋圓柱殼頻率方程37-42
• 3.3.2 有效性和收斂性分析及結(jié)構(gòu)參數(shù)影響分析42-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第4章 葉輪機械鼓筒碰摩振動動力學(xué)建模50-66
• 4.1 引言50
• 4.2 鼓筒受迫振動一般方程50-57
• 4.2.1 邊界運動的轉(zhuǎn)動鼓筒的能量和外荷載做的虛功51-53
• 4.2.2 鼓筒的能量和外力虛功的伽遼金離散53-54
• 4.2.3 邊界運動的轉(zhuǎn)動鼓筒受迫振動微分方程54-57
• 4.3 鼓筒碰摩振動微分方程57-65
• 4.3.1 碰摩力模型57-61
• 4.3.2 鼓筒碰摩振動微分方程61-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第5章 葉輪機械鼓筒碰摩動力學(xué)特征分析66-81
• 5.1 引言66
• 5.2 鼓筒碰摩動力學(xué)模型驗證66-67
• 5.3 鼓筒碰摩動力學(xué)特征分析67-80
• 5.3.1 鼓筒單點碰摩動力學(xué)特征68-71
• 5.3.2 鼓筒偏摩動力學(xué)特征71-80
• 5.4 本章小結(jié)80-81
• 結(jié)論81-83
• 參考文獻83-90
• 附錄90-97
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文97-99
• 致謝99

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李學(xué)斌;環(huán)肋圓柱殼自由振動分析的能量法[J];船舶力學(xué);2001年02期

2 許斌;徐尉南;張文;;單盤轉(zhuǎn)子的同步全周碰摩及其穩(wěn)定性分析[J];復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年02期

3 趙建波;白象忠;司秀勇;;圓柱殼在兩種非軸對稱同步移動載荷作用下的動力響應(yīng)[J];固體力學(xué)學(xué)報;2012年05期

4 晏礪堂,王德友;航空雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機動靜件碰摩振動特征研究[J];航空動力學(xué)報;1998年02期

5 黃懷緯;韓強;魏德敏;;軸壓-彎曲聯(lián)合荷載下功能梯度材料圓柱殼的屈曲[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年04期

6 陳美霞;和衛(wèi)平;邱昌林;陳清坤;;力激勵與聲激勵作用下圓柱殼聲振性能試驗[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年03期

7 夏齊強;陳志堅;;基于結(jié)構(gòu)增抗技術(shù)的環(huán)肋圓柱殼聲振特性[J];華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年01期

8 李天勻;江豐;葉文兵;朱翔;;有限浸沒深度無限長圓柱殼輻射聲場波動特性[J];中國艦船研究;2013年01期

9 徐步青;楊紹普;齊月芹;;水中有限長功能梯度材料圓柱殼聲輻射研究[J];石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年03期

10 張俊紅;馬梁;馬文朋;何振鵬;張桂昌;;不平衡-碰摩-不對中故障耦合作用下柔性轉(zhuǎn)子-滾動軸承系統(tǒng)動力學(xué)分析與實驗[J];天津大學(xué)學(xué)報;2012年10期

  本文關(guān)鍵詞：加肋圓柱殼自由振動分析及鼓筒碰摩研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：366343