任意边界条件下矩形板薄板自由振动特性分析

提出一种基于改进傅里叶级数的方法,对矩形薄板在任意边界条件下自由振动特性进行求解。通过将薄板振动的位移函数表示成二维傅里叶余弦级数和辅助级数的线性组合,克服传统傅里叶级数法中薄板位移函数边界处不连续的缺陷;基于位移函数列出矩形薄板拉格朗日方程,然后通过Hamilton原理求解得到矩形薄板自由振动频率与相应位移函数的系数。计算结果与文献及有限元解吻合良好,方法准确可靠;此外,通过改变边界约束弹簧刚度模拟任意边界条件;大量计算表明,固支边界条件与弹性边界条件组合中,随着固支边条界范围增大,矩形薄板无量纲频率参数呈增大趋势;简支及自由边界条件与弹性边界条件组合中,随着弹性边条界的增多,矩形薄板无量纲频率参数呈增大趋势。     

筋上有开口裂缝的加筋矩形板横向振动特性分析

利用能量法分析筋上含有开口裂缝的四边简支加筋矩形板的横向振动。将矩形板与加强筋沿交界面切开,再将加强筋沿裂缝分成多个子块,采用薄板弯曲和平面应力理论分别建立矩形板和各子块的横向振动能量方程,解决了传统分析方法需给定开裂处筋的弯曲刚度问题。采用第一类切比雪夫多项式构造矩形板和各子块的位移试函数,由Ritz法和板-筋界面变形连续条件得出含有开口裂缝的加筋矩形板的横向振动特征方程。计算结果与有限元分析结果吻合很好,详细分析了裂缝深度和裂缝位置对无量纲频率的影响。     

任意边界条件下中心开口矩形板自由振动特性分析

针对任意边界条件下中心开口矩形板的自由振动特性研究问题,引入改进傅里叶级数方法,用改进傅里叶级数形式表示开口矩形板的位移容许函数,该级数形式具有收敛性好、精度高等特点,采用沿边界均匀分布的线性弹簧模拟任意边界条件,并结合位移连续条件和Rayleigh-Ritz能量泛函变分法,对未知傅里叶展开系数求极值将问题转化为求解一个标准特征值方程问题,通过求解方程可得到中心开口矩形板的固有频率及其对应振型;对不同边界组合不需重新推导公式,只需改变模拟弹簧刚度值即可,提高了效率,最后通过数值算例与有限元方法的计算结果进行对比分析以验证文中方法的有效性和精确性。     

任意加筋矩形板的振动分析

本文应用拉格朗日乘子法,提出一种在已知各子结构模态信息条件下,求解加强筋任意布置的矩形板动态特性的有效方法。本文第一部分侧重于推导板上任意布置的加强筋与板组合时的变形协调条件。并在此基础上,通过引入拉格朗日乘子将板、梁组合结构的振动分析问题处理成一类无约束泛函变分问题,从而建立了组合结构的广义特征值问题。本文第二部分以一周边简支加筋板为计算实例,利用该方法求解了所研究对象的前三阶固有频率以说明其有效性。     

连续矩形板横向振动固有特性的计算

本文给出了中间有任意个平行于边界的单向和双向连续支承矩形板的横向振动特性的一个近似算法,将基函数选择为梁函数与多项式函数的叠加,利用李兹法近似求解固有频率,公式简单、易程序化,且有较好的精度。本文最后给出了几个算例,并与已有结果进行了比较。     

含裂纹矩形板的横向振动

本文以“含裂纹零维度单元”模型研究裂纹对矩形动态特性定量的影响，完成一种既能满足工程结构有关设计需要，又比较简单可行的计算模型。     

任意边界条件下中心开口矩形板自由振动特性分析EI北大核心CSCD

针对任意边界条件下中心开口矩形板的自由振动特性研究问题,引入改进傅里叶级数方法,用改进傅里叶级数形式表示开口矩形板的位移容许函数,该级数形式具有收敛性好、精度高等特点,采用沿边界均匀分布的线性弹簧模拟任意边界条件,并结合位移连续条件和Rayleigh-Ritz能量泛函变分法,对未知傅里叶展开系数求极值将问题转化为求解一个标准特征值方程问题,通过求解方程可得到中心开口矩形板的固有频率及其对应振型;对不同边界组合不需重新推导公式,只需改变模拟弹簧刚度值即可,提高了效率,最后通过数值算例与有限元方法的计算结果进行对比分析以验证文中方法的有效性和精确性。     

弹性边界条件下弹性基础加筋板声辐射特性研究

本文以弹性边界条件下弹性基础加筋板为例，将弹性基础刚度，边界刚度计入总体刚度矩阵，建立了加筋板声辐射计算模型。讨论了弹性基础刚度，弹性基础作用范围，局部弹性基础位置，边界旋转刚度，边界支持刚度等对加筋板辐射声功率的影响，得到一些有意义的结论，为实际结构的声学性能计算提供参考。     

弹性边界条件下弹性基础加筋板声辐射特性研究

本文以弹性边界条件下弹性基础加筋板为例,将弹性基础刚度,边界刚度计入总体刚度矩阵,建立了加筋板声辐射计算模型。讨论了弹性基础刚度,弹性基础作用范围,局部弹性基础位置,边界旋转刚度,边界支持刚度等对加筋板辐射声功率的影响,得到一些有意义的结论,为实际结构的声学性能计算提供参考。     

点支撑预应力中厚矩形板的横向振动

基于Reissner-Mindlin一阶剪切变形板理论,讨论在预加面内机械荷载或温度场作用下,点支撑中厚矩形板的横向振动.温度场假定沿板表面为均布,沿板厚方向为线性分布的.利用考虑剪切变形影响的Timoshenko梁函数,采用Rayleigh-Ritz法给出不同边界条件下点支撑中厚板的自振频率.结果表明,温度升高与预加面内压力将使板的自振频率下降,支撑点位置的变化、边界约束条件和横向剪切变形效应都对板的自振频率有显著影响.     

多开口矩形板自由振动特性分析

基于Rayleigh-Ritz法,对带有多个开口的矩形板的自由振动性能进行研究。结构的各种边界条件采用刚度可变的弹簧来模拟。选取改进的傅里叶级数作为试函数,以配合弹簧模型模拟不同的边界条件。引入数值方法对应变能、动能及弹性势能进行计算,这样能够对较复杂形状的结构进行计算,且节省计算时间;根据能量泛函变分原理得到振动系统的特征方程,求解特征方程即得固有频率。通过对比该研究算例结果与有限元软件的结果验证了该方法的准确性,为实际工程问题提供参考。     

正交各向异性矩形板的自由振动特性分析

采用改进Fourier级数方法,建立了正交各向异性矩形薄板的弯曲振动模型,推导出与振动控制方程等价的矩阵方程,得到控制方程在任意边界条件下的解析解。弯曲振动的位移函数表示为标准的二维Fourier余弦级数和辅助Fourier级数之和,通过辅助级数的引入,解决了振动位移函数的偏导数在各边界处潜在不连续的问题。矩形板的振动模态信息能够通过求解一个标准的矩阵特征值而得到。最后进行数值计算并与现有的文献结果进行比较,验证了该方法的快速收敛性和计算精确性。     

中厚矩形板的振动功率流特性分析

考虑板的横向剪切变形和转动惯量的影响,采用改进Fourier级数的方法对任意弹性边界条件下的中厚矩形板进行振动功率流分析。将板的横向振动位移和转角表示为标准的二维Fourier余弦级数和辅助级数的线性组合。通过辅助级数的引入,解决了位移函数和转角函数的导数在边界不连续的问题,从而使此法适用于任意的弹性边界条件。结合Hamilton原理和Mindlin理论建立求解方程,得到中厚矩形板振动方程的矩阵表达式。最后进行了数值仿真,得到了正弦点力作用下中厚板的功率流场图。     

矩形薄板的横向振动

建立矩形薄板横向自由振动和强迫振动的微分方程并求痢其通解，给出了振型函数的表达式及常见支承条件下板的频率方程。     

横向磁场中轴向变速运动矩形板的参数振动

针对磁场环境中轴向变速运动导电矩形薄板的磁弹性参数振动问题进行研究。在给出薄板运动的动能、应变能以及电磁力表达式基础上,应用哈密顿变分原理,推得轴向运动矩形薄板的磁弹性参数振动方程。针对横向磁场中四边简支边界约束下轴向变速运动矩形板的参数振动问题,通过位移函数的设定并应用伽辽金积分法,得到包含两个变系数项的马蒂厄振动方程。基于弗洛凯理论并应用平均法,对参数振动系统周期解的稳定性进行分析,得到稳定性判别条件。通过数值算例,给出参数振动系统周期解的稳定性图和振动响应曲线图,分析轴向速度等参量对薄板参数振动响应以及解的稳定性的影响。结果表明,稳定解区域对应的响应曲线呈现周期或概周期运动形式,不稳定解区域对应的响应曲线呈现发散形式。     

复杂边界条件下圆柱壳-环板耦合结构振动特性分析

采用谱几何法(Spectro-Geometric Method,SGM)构建了复杂边界条件/耦合条件下圆柱壳-环板耦合结构动力学特性预报模型,并分别对各自外在边界和二者之间的耦合边界进行建模。耦合边界通过设置具有线性刚度和旋转刚度的三维弹性耦合器模拟结构之间的各类耦合效应。圆柱壳和环板的振动位移容许函数被统一地描述为一种谱形式的改进三角级数。应用哈密尔顿原理从能量的角度推导耦合结构系统的特征方程。将此方法获得的结果与文献解及有限元结果进行对比,验证了分析模型的有效性。     

多点激励下加筋板壳耦合结构的振动特性

该文基于改进的子结构线导纳方法,建立了多点激励下加筋板壳耦合结构的振动模型。首先对理论模型采用ANSYS进行了验证;进而使用该模型分析了多点激励的分布方向和位置对结构振动响应的影响。研究表明：当激励源的总幅值恒定时,多点激励下从铺板传递到壳体的振动响应小于单点激励的情况;将多点激励沿垂直于板壳衔接线方向分布且位于铺板的中心线上,可以有效地降低从铺板传递到壳体的振动响应。实际工程中,对于激励源恒定的机械设备,应采用多点方式将其沿垂直于铺板与壳体衔接线的方向安装在铺板的中心线上,以提高系统的声学性能。     

受压缺陷矩形板振动分析

采用简易高效的方法分析受压缺陷矩形板的振动问题。首先应用奇异摄动理论计算受压缺陷板的后屈曲,然后给出后屈曲平衡路径上的微振动方程,计算振动频率,提出了受压缺陷板振动频率和轴压、残余应力与残余变形关系的一个显式表达式。探讨了焊接残余变形、残余应力对矩形板振动频率的影响。最后给出了计算实例,并与试验结果进行了比较。     

四边自由矩形板横向振动的近似解及其实验

针对四边自由矩形板横向振动目前没有精确解的问题,构造出四边自由矩形板横向振动振型函数的一种近似解。由于矩形板发生横向振动时会形成驻波,按不同的驻波类型,我们采用不同的组合级数对驻波所反映的矩形板振型函数精确解进行逼近,进而得到了四边自由矩形板振型函数的近似解。为了验证近似解的有效性,搭建了四边自由矩形薄板横向振动的实验平台。通过简谐激励得到了薄板在0~2 000 Hz频带内的一系列二维驻波图形(克拉尼斑图)。将实验结果(克拉尼斑图)与近似解得到的驻波图形相比,发现两者从定性、定量两方面均吻合得较好,从而验证了近似解的正确性。     

多激励作用下的矩形薄板横向非线性振动分析

利用增量谐波平衡法(Incremental Harmonic Balance method,IHB法)研究在四边简支条件下,薄板在两个横向简谐激励作用下的非线性振动问题。在给出薄板振动微分方程的基础上,利用Galerkin法导出相应的Duffing型非线性强迫振动方程;引入多时间尺度变量τ_i=ω_it(i=1,2,3,…,ms),其中ωi是不可公约的非线性系统响应频率,推导了增量谐波平衡法的计算过程。作为算例,给出了不同条件下,由IHB法得到的系统运动的位移响应图、频谱图、相平面图和Poincaré图,得到了板在多激励作用下的准周期运动特性;同时,将IHB法结果与数值方法得到的结果进行对比,两者相吻合,进一步验证了该方法的精确性与有效性。