針對雙曲率組合結構自由振動特性分析方法有待完善等問題,基于半解析法開展了雙曲率組合殼結構自由振動特性研究�；贔lügge薄殼理論,首先將拋物殼-圓柱殼-球殼組合結構在交界面處進行分解,獲得拋物殼、圓柱殼和球殼子結構;再將拋物殼、圓柱殼和球殼子結構沿周向進一步分解為若干殼段,用沿徑向的Jacobi多項式和周向的Fourier級數(shù)來表示各個殼段的位移函數(shù),并用不同的彈簧剛度對組合結構的邊界條件和殼體內的連續(xù)性條件進行模擬;最后,基于Rayleigh-Ritz法獲得雙曲率組合結構的振動模態(tài),探索復雜邊界條件下雙曲率組合結構自由振動特性。在此基礎上,將雙曲率組合結構自由振動頻率與已有文獻及有限元法計算結果進行對比分析,驗證了方法的收斂性和有效性,研究成果可為復雜邊界條件雙曲率組合結構自由振動特性分析提供方法依據(jù)和數(shù)據(jù)積累。 

【文章來源】：振動工程學報. 2020,33(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

拋物殼結構幾何簡圖

拋物殼-圓柱殼-球殼組合結構剖面圖如圖2所示。假設組合殼結構由均質和各向同性的材料組成，左右殼結構由球坐標系Ol,r-φl,r，θl,r,zl,r描述，其中φ為徑向坐標，θ為圓周坐標。Rr和Rl為左右殼邊界半徑，Lr和Ll為左右殼的軸線長度。中間圓柱殼用柱坐標系（Oc-x，θc,zc）表示，其半徑為Rc，長度為Lc。每個殼結構的位移分量分別用uξ，vξ和wξ（ξ=l,r,c）表示，其中下標分別表示左側、右側及中間圓柱殼體。本文基于區(qū)域分解法[7-9]，為精確獲得組合結構高階振動響應，將組合結構沿周向在交界面處劃分為幾個典型子結構，再在此基礎上，將子結構沿徑向方向進一步分解為Nl,Nc,Nr個殼段。

無特殊說明，本文結構及材料參數(shù)按以下方式選取，拋物殼結構參數(shù)：Rl=0.4m,L=2m,R=1m,h=0.04 m；圓柱殼結構參數(shù)：R=1 m,L=10m,h=0.04m；球殼結構參數(shù)：R=1m,h=0.04m,Rr=0.4m；彈性模量E=211GPa，密度ρ=7800kg/m3，泊松比μ=0.3，分段數(shù)Nl=Nr=Nc=4,Jacobi多項式參數(shù)α=β=-0.5，定義無量綱頻率。不同彈簧剛度與無量綱頻率參數(shù)的收斂性關系如圖3所示。圖3 拋物殼-圓柱殼-球殼結構頻率參數(shù)隨彈簧剛度值變化關系

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于區(qū)域分解的圓錐殼-圓柱殼-圓錐殼組合結構自由振動[J]. 瞿葉高,華宏星,孟光,諶勇,龍新華.  振動與沖擊. 2012(22)
[4]AN EXACT ANALYSIS FOR FREE VIBRATION OF A COMPOSITE SHELL STRUCTURE-HERMETIC CAPSULE[J]. 尚新春.  Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2001(09)



本文編號：3464393