有限长加筋双层圆柱壳低阶模态声辐射性能分析

采用Fl櫣gge壳体方程描述圆柱壳体的振动,通过将加筋结构等效为反力和反力矩加在圆柱光壳表面上,然后将其引入到壳体振动方程中去.采用Helmholtz波动方程和壳体表面的边界条件来求解位于内层壳和外层壳之间的环形流体,并利用傅氏变换,可以求出声压的表达式,理论结果用辐射声功率和辐射效率的形式表示,详细研究了低阶模态的辐射声功率和辐射效率,说明低阶模态对声辐射起主要作用.分析了壳体的固有模态、激励力和声辐射三者之间的关系,这为用主动控制方法降低有限长加筋双层圆柱壳的振动噪声,提供了理论依据.     

具有初始几何缺陷壳体几何非线性问题的基本方程

考虑了任意理想曲面壳体制造偏差的影响，导出了非线性几何方程与平衡方程。该方程与适当的本构方程相结合，可用于求解有初始几何缺陷壳体的几何非线性或几何与物理非线性问题。     

力学分析中应用的特殊函数

在考虑横向剪切变形的壳体应力分析中，遇到一类变系数的四阶线性方程，这类方程难以直接求解．文中将其等价地变换成二个二阶方程，引入新的特殊函数，求得方程的实数解，并由Ｂｅｓｓｅｌ函数的性质导出了新定义函数的表达式及有关性质．为求解这类方程的解析解，分析考虑横向剪切变形的壳体问题，提供了理论基础．     

力学分析中应用的特殊函数

在考虑横向剪切变形的壳体应力分析中，遇到一类变系数的四阶线性方程，这类方程难以直接求解，文中将其等价地变换成二个二阶方程，引入新的特殊函数，求得方程的实数解，并由Ｂｅｓｓｅｌ函数的性质导出了新定主函数的表达式及有关性质，为求解这类方程的解析解，分析考虑横向剪切变形的壳体问题，提供了理论基础。     

基于级数变换法的椭圆柱壳受迫振动分析

由于椭圆柱壳周向曲率的变化,壳体振动方程中状态变量的系数是关于周向曲率的变系数,造成振动方程在周向波数域内不解耦,为求解带来困难。本文基于Flügge壳体理论推导出椭圆柱壳体的受迫振动方程,采用波传播法将椭圆柱壳位移以双Fourier级数形式展开,周向曲率以单Fourier级数形式展开,通过级数变换将变系数的偏微分方程组转换为周向波数相互耦合的有限阶常系数线性方程组,通过求解耦合方程得到椭圆柱壳受迫振动下的位移响应。通过与数值仿真及已有文献结果进行对比,验证了本文方法的准确性,同时具有较高的求解效率。通过对影响壳体振动的主要参数进行分析,得出激励力沿长半轴方向激励的输入功率流较小,沿短半轴方向激励的输入功率流较大;椭圆度对壳体输入功率流的影响主要在低频域;壳厚比减小,椭圆柱壳输入功率流峰值向低频偏移且幅值增大。     

组合旋转壳体的安定上限分析

对一般组合壳体的各个子区的位移场进行双三次Ｂ样条插值，同时对子区交界处的广义向量以单三次Ｂ样条展开，推导出以广义力向量表示的组合壳体的平衡方程，然后从Ｂｅｔｔｉ互换定理和虚功原理出发推导出离散的壳体结构中可能的塑性应变率循环，从而给出了组合壳体安定上限分析的有限元列式，把组合壳体的安定上限分析归结为求解一个数学规划问题，文末给出了算例。     

轴对称荷载下加筋碟形薄壳的近似计算

对于承受轴对称荷载的加筋碟形薄壳,壳体内力可分为薄膜应力和弯曲应力,可以先把筋条按某种准则“均摊”在壳体上,从而用有效薄膜厚度和有效抗弯厚度来分别代替壳体厚度,再分别利用含待定复系数的旋转薄壳复变量方程,递推代换求解薄壳的薄膜解;以及利用幂指数摄动级数近似法求解薄壳的抗弯解;并通过环壳球壳交接处的协调条件以及边界条件,联立求解薄壳复变量方程中未知的待定复系数,从而使问题得以解决.     

锥壳的复位移方程及其一般解

本文根据文献[1]提出的壳体的复数变换理论,通过引入一个复位移函数(?)(s,θ),导出锥壳的复位移四阶变系数的基本方程。其一般解以超几何函数给出。推证表明:本文所得到的基本方程适用于任意锥度的壳体的一般弯曲问题。     

复合材料层合壳体热弹耦合简化模型

为有效分析复合材料层合壳体单向耦合的热弹性问题,基于变分渐近方法（VAM）建立热弹性简化壳体模型。根据Hamilton扩展原理建立层合壳体三维能量方程,并利用壳体固有小参数将三维能量渐近扩展为系列二维近似能量方程。将近似能量转换为工程常用的Reissner-Mindlin形式,并推导三维场重构关系以准确重构沿厚向的三维场分布。通过热/力环境下4层复合材料层合壳体的柱形弯曲算例验证：该理论建模速度快（等效单层板模型,相比三维有限元法可减少2～3阶计算量）;具有很好的非线性逼近能力（收敛于精确解）。     

用样条加权残值法分析具有初始几何缺陷的壳体结构

导出了具有任意初始几何缺陷的壳体在曲线坐标中的小应变和大挠度情形下的基本方程,并给出了柱壳的控制方程。对该方程用加权残值法求解,采用最小二乘配点法解决了壳体的静力计算,计算中,对位移和应力函数沿子午向选取了5次B样条,环向选三角级数,以两者的组合函数作为试函数,其初始几何缺陷则根据给定的离散值进行拟合。文中给出了算例,计算结果与已有文献吻合较好。     

内充可压流体横观各向同性圆柱壳的自由振动

本文从三维弹性理论出发，将三个位移分量用位移函数表示，位移函数用正交级数展开后得到了两端简支横观各向同性圆柱壳自由振动频率方程．对于频率方程中有可能出现的复宗量的Ｂｅｓｓｅｌ函数形式的解进行了研究，并考虑了内充可压流体对壳体自由振动的影响．给出了若干算例，并与壳体理论作了比较．     

储液罐液—回耦联振动固有特性有限元分析

对立式圆柱形钢制储液罐液－固耦联振动的问题,从液体及罐壁壳体的基本方程分析出发,考虑罐壁壳体横向剪切应变的影响,通过有限环单元及能量法,得出了储液罐液－固耦联振动的方程及其特征方程,计算了储液罐液－固耦联作用的固有频率。     

甲板刚度和垂向位置对环肋圆柱壳声辐射性能的影响

通过对具有内部浮动甲板(浮筏)的环肋圆柱壳结构在流体中的振动、声辐射特性的研究,就能够比较真实的揭示潜艇动力舱的振动和声辐射特点.本文采用四自由度弹簧技术来模拟圆柱壳体和浮动甲板之间的弹性连接,基于扩展的Rayleigh Ritz法,运用Hamilton变分原理导出壳体与甲板的耦合振动方程,并利用Helmholtz波动方程和流固交界面上的速度相容条件求得壳体表面辐射声压的表达式.进而讨论了在弹簧连接刚度一定时,浮动甲板刚度的变化以及其垂向位置的变化对圆柱壳的振动、声辐射特性的影响.结果表明,甲板刚度变化对壳体的振动和声辐射的影响比较复杂,与激励频率有关;甲板圆心角的增加会增大壳体的辐射声功率级.     

抛物线型旋转薄壳结构内力计算实例分析

根据“负高斯曲率旋转抛物面壳体有矩内计算中的计算理论,本文对抛物线方程为Z~2=2mr的旋转壳体屋顶结构进行实例计算,并给出屋盖内力分布规律,从而为此类屋顶结构的内力分析,提供参考数据。     

旋转层合壳的弯曲分析

本文在正交曲线坐标系下从三维弹性理论的基本方程导出正交异性旋转壳体的状态方程。     

水下复杂壳体的声学相似性研究

采用有限元和球函数相结合的方法,建立水下复杂壳体——两端带半球壳的弹性圆柱壳的振动、耦合振动和声辐射方程,运用方程分析法,导出水下复杂壳体的振动、耦合振动和声辐射的相似关系,根据建立的相似关系实现对壳体的振动响应和声辐射的预报．运用大型有限元软件ANSYS对具有相似关系的模型和原型的振动响应和声场进行数值分析,算例表明,该方法切实可行并且为预报水下大型复杂结构体的振动响应和耦合声场提供了一种简洁、实用的研究方法．     

扁球面网壳的非线性动力学特征

由壳体结构的几何方程、物理方程和平衡方程,根据薄壳的非线性动力学理论,用拟壳法推导出扁球面网壳的非线性动力学变分方程和变形协调方程,在周边固定夹紧和底面内可移夹紧的边界条件下,用Galerkin方法得到一个含二次、三次项的非线性微分方程。     

地磁场中空心铁磁圆柱体纵向磁化状态数值分析

在磁探测工作中,将潜艇壳体、武器弹药壳体等铁磁物体等效为空心薄壳铁磁圆柱体,对于分析它们的外部磁特征具有重要意义.采用三维积分方程法,建立了地磁场中空心铁磁圆柱体纵向磁化状态的数学模型,并按照不同的剖分格式进行了计算分析.一个典型实例的计算结果表明,三维积分方程法只需要少量剖分单元就可以很好地满足计算精度要求,大大减少了计算前的数据准备工作量.另外,根据磁感应强度求解问题,计算时间大大少于根据磁场强度求解问题,大幅度地加快了计算速度.三维积分方程法计算结果与实测结果具有很好的一致性,表明该计算方法是有效可行的,非常适合于计算空心薄壳铁磁圆柱体在地磁场中的纵向磁场特征.     

双曲和单曲扁型肋壳或网壳的设计计算

本文主要介绍扁圆弧型双曲和单曲的肋型壳体结构的设计计算方法,由于形状扁平,弧面坐标近似于平面坐标;变形和内力的某些高阶微量在物理方程的确定中就可忽略不计,从而导出简化后的物理力学方程,本文还提出了方程的求解方法,由于目前计算机应用广泛,本文提出的方法是十分实用可靠的,求解也是比较迅速的。     

球-柱-球复合壳体结构声辐射建模及特性分析

针对典型复合材料轴对称结构的外部声辐射问题，本文建立了基于结构完整边界的广义谱-配点边界元法的结构声辐射分析模型。从一阶剪切层合壳理论出发，推导了复合材料结构振动能量方程，引入广义谱方法和边界元方法的思想，将Helmholtz积分方程转化为边界积分方程，再将位移、声学变量和Green函数等展开为周向Fourier多项式和轴向Chebyshev多项式的形式，经化简得到一维半解析声振耦合求解的声场方程。对于浸没在轻质和重质流体中的壳体结构，均采用强耦合的处理方式对结构声问题进行求解。通过数值结果验证了本文方法的正确性，分析了各向同性均匀材料和正交各向异性球-柱-球复合壳体的声辐射问题，并讨论了不同载荷方式、铺层角度等因素对复合壳体结构声辐射的影响。结果表明：对于铺层为[90°/±θ/0°]_S的玻璃纤维材料复合壳体结构，随着铺层角的增大，组合结构的轴向拉伸和弯曲刚度逐渐减小，周向的刚度得到加强，并在结构弯曲-扭转耦合效应的作用下，壳体结构的辐射声功率级响应曲线的峰值频率向高频发生偏移。