具有无序尺寸肋骨配置的加筋圆柱壳振动局域化

为控制周期加筋圆柱壳在通带振动的远距离传播问题,拟采取肋骨尺寸无序配置的方式实现将振动局限于振源附近,为此开展了具有肋骨尺寸无序配置的加筋圆柱壳振动局域化研究。为定量预报局域化因子,将加筋圆柱壳各周向模式振动沿轴向的传播等效为耦合振子链的振动传播问题。以加筋圆柱壳有限元振动分析的结果为输入,使用结合波数分析的参数辨识技术给出了等效振子固有频率参数和耦合参数,利用耦合振子链的无序局域化因子公式预报肋骨尺寸无序配置加筋圆柱壳的局域化因子,用于判断振动局域化的发生。为预报局域化因子所需要的肋骨尺寸无序度参数使用了参考模型辨识技术。针对具有无序尺寸肋骨配置的加筋圆柱壳所开展的振动局域化分析结果表明,肋骨尺寸变化能导致单元对地刚度发生改变,从而导致单元固有频率发生改变。因此,肋骨尺寸无序配置可实现振动局域化,具体程度同振动模式、肋骨尺寸无序度参数和频率相关。     

不等间距加筋圆柱壳的振动局域化研究

对圆柱壳采取不等间距加筋配置将导致其振动在通频带局域化,从而可实现对圆柱壳结构振动进行控制.将加筋圆柱壳模型的振动等效为耦合振子链的振动,利用耦合振子链的无序局域化因子理论公式定量预报不等间距加筋圆柱壳的无序局域化因子:与耦合振子链等效的圆柱壳振动参数由基于有限元结合波数分析技术所获得的加筋圆柱壳色散曲线给出;与耦合振...     

加筋圆柱壳的振动特性分析

以一种半解析法为基础 ,分别独立地建立圆柱壳和加强筋的线性方程组。考虑到圆柱壳和加强筋连接界面上的应力和位移的连续性 ,联立圆柱壳和加强筋的方程 ;从而得到全结构的方程组 ,并获得求解固有频率的特征方程和振型方程。此方法主要优点是 :结构的转动惯性、剪切变形等因素都得到了考虑 ,而且不限制结构的圆柱壳厚度和加强筋的高度。本文的方法很容易被推广到加筋的复合材料或加筋的压电材料层合壳等问题。     

复合材料纵横加筋圆柱壳自由振动分析

使用能力法分析了两端简支复合材料纵横加筋圆柱壳的自由振动特性,从Love’s理论出发,分别计算壳体面板和纵横加筋结构的应变能和动能,在计算加筋结构应变能和动能时,将加筋结构的作用影响平均在整个壳体区域。然后代入Lagrange方程得到频率方程。通过比较,计算方法所得到的结果与文献比较吻合。采用平均法计算的结果比采用离散方法计算的结果偏小。还研究了壳体和加筋结构参数的变化对圆柱壳自由振动频率的影响。     

网格加筋圆柱壳的屈曲优化

采用“可变误差多面体逄法”对纵横加筋的说一不二壳屈曲优化问题进行了分析，文中仅限于弹性屈曲问题，且不考虑初缺陷的影响，所考虑的约束条件有：总有屈曲载荷，筋条间面板的局部屈曲截荷以及壳体材料的塑性屈服应力。     

无序材料Anderson局域化研究的一些新进展

Anderson局域化是固体物理学的经典问题.近年来,随着研究的深入,Anderson局域化逐渐与光学、量子信息、纳米结构等领域的概念相结合,在研究领域上得到空前的扩展,并取得了许多重要的进展.简单综述了这些进展,并重点介绍了关联无序、梯度无序、并发纠缠、壳掺杂纳米线等相关概念和理论.     

含环向表面裂纹充液圆柱壳的耦合振动特性分析EI北大核心CSCD

对含环向表面裂纹有限长充液圆柱壳的耦合振动特性进行了研究。在经典薄壳理论中引入基于断裂力学的线弹簧模型来模拟环向表面裂纹;根据理想流体在柱坐标系下的Helmholtz波动方程,通过添加流体载荷项建立了圆柱壳的耦合振动控制方程,采用波传播法描述耦合系统的振动;经优化迭代法有效地计算对应特定固有频率的轴向波数,在此基础上迭代计算满足特定边界条件和裂纹位置连续性条件的固有频率值。为验证方法的准确性,将计算模型分别退化为真空中完善圆柱壳,真空中裂纹圆柱壳,充液完善圆柱壳,三种情况与文献及有限元方法结果进行对比,验证了方法的准确性;讨论了裂纹深度和裂纹位置参数对圆柱壳固有频率改变的影响。     

含弹性连接和夹层流体的双层壳振动传递特性研究EI北大核心CSCD

为研究水中隔振器的振动传递机理,结合子结构导纳法、波传播法和四端参数法,建立了含弹性连接和夹层水的双层圆柱壳振动耦合理论模型。模型分为内、外壳两个子结构以及弹性连接构成的修正子结构,采用结构刚度和连接刚度构成的矩阵描述夹层流体的影响,推导内壳以内的水介质声压,对水中隔振器的振动传递特性开展了研究。结果表明:对存在夹层水介质的条件下,内壳以内的水介质流体负载效应同时作用于内外壳;内外壳夹层水对壳间的振动传递起到了“短路”作用,降低了隔振器的减振性能,且与夹层厚度无关;此外,与刚性支撑连接相比,水中隔振器仍具备一定的隔振效果。     

典型边界条件下任意截面纵肋加筋圆柱壳固有特性计算与分析EI北大核心CSCD

针对纵向加肋圆柱壳自由振动问题,考虑结构边界条件的复杂性和纵肋截面的任意性,在壳体两端引入连续可变的弹性约束,推导任意截面纵肋剪切中心与圆柱壳中面位移协调关系,并利用Gram⁃Schmidt正交法构造的级数表示壳体轴向振型函数。采用Novozhilov壳体理论,计及壳体和纵肋能量泛函中各向平移与转动惯性项贡献,基于Rayleigh⁃Ritz法得到结构自由振动的特征方程表达式,建立纵向加肋圆柱壳自由振动的统一动力学分析模型。调整约束弹簧刚度等效不同边界条件,应用该模型探究了相应边界下肋条附加位置、肋条数量和肋条偏心距对纵向加肋圆柱壳固有频率的影响。研究表明:在一定周向波数范围内,外部加肋和内部加肋圆柱壳固有频率之差的绝对值与周向波数n的变化呈正相关;增加肋条数量会降低内部加肋圆柱壳的固有频率;增大肋条偏心距会降低内部加肋圆柱壳固有频率,且偏心距与肋条数量对固有频率的影响会产生叠加效应。研究结果与验证了所提的统一动力学分析模型的精确性和有效性。     

轴压薄壁加筋圆柱壳结构优化设计研究

分别建立了轴向载荷作用下正置正交薄壁加筋圆柱壳结构优化设计的数学模型和有限元分析模型,应用Ansys软件进行优化计算,讨论了外载荷、材料屈服极限对优化设计的影响,以及结构参数对薄壁加筋圆柱壳结构的临界载荷和屈曲模式的影响。基于有限元分析的研究结论,发展了一种薄壁加筋圆柱壳结构优化设计方法,给出设计算例的优化结果,并将两...     

Adaptive vibration control of a cylindrical shell with laminated PVDF actuator

A generalized higher-order theory describing the mechanical behavior of multi-layered composite plates with arbitrary lamination scheme is proposed. Ritz’s method is employed to determine the kinematic unknowns expressed in a complete polynomial power series of the thickness-wise coordinate whereas the dependence on the in-plane coordinates is such that the functions satisfy all boundary conditions. The correct constitutive laws of a three-dimensional orthotropic elastic continuum are employed for each individual layer. The convergence and accuracy of the computational scheme are investigated by comparing elastic static and buckling results with analytical or finite element solutions for complex cross- and angle-ply laminates. For further validation of the theory, laminated plates under a transverse pressure are investigated for technically relevant lamination schemes and the associated deformation and stress results are compared with those obtained through FE calculations.     

Free vibration response of composite sandwich cylindrical shell with flexible core

This study deals with the free vibration analysis of composite sandwich cylindrical shell with a flexible core using a higher order sandwich panel theory. The formulation uses the classical shell theory for the face sheets and an elasticity theory for the core and includes derivation of the governing equations along with the appropriate boundary conditions. The model consists of a systematic approach for the analysis of sandwich shells with a flexible core, having high-order effects caused by the nonlinearity of the in-plane and the vertical displacements of the core. The behavior is presented in terms of internal resultants and displacements in the faces, peeling and shear stresses in the face–core interface and stress and displacement field in the core. The accuracy of the solution is examined by comparing the results obtained with the analytical and numerical results published in the literatures. The parametric study is also included to investigate the effect of geometrical properties such as radius of curvature, length and sector angle of the shell.     

考虑作动器输出约束的圆柱壳基础主被动联合隔振系统

针对圆柱壳内动力装置的减振降噪问题,建立由动力装置振源、隔振支承及圆柱壳基础组成的自适应前馈控制主被动混合隔振系统模型。在频域分析中引入剪断算法及泄漏算法以计及作动器的输出约束。考虑被动弹性支承的分布参数特性,以输入到圆柱壳基础的总功率最小、径向力最小及径向速度最小为控制策略,运用子结构导纳法推导总体系统的动态特性传递矩阵方程。研究表明：两种算法均能收到良好的主动控制力约束效果,并可有效抑制最小化径向力及最小化径向速度策略下的“功率循环”现象发生。采用径向速度最小化策略会改变壳体基础的边界条件配置,使得功率流谱中基础模态峰值右移。外扰引起的被动隔振器纵向及弯曲谐振使得高频域系统功率流谱中个别峰值峭立突出,成为诱发高频声辐射的关键模态,应严格限制。旨在为下一步的试验工作及实际应用提供理论指导。     

具有浮筏的有限圆柱壳体的尺度对其振动和声辐射的影响

摘 要：本文研究了安装浮筏系统的有限圆柱壳体的振动和声辐射特性,建立由机器-浮筏-艇体组成的一个复杂动力系统的有限元/边界元模型,并采用该模型对三种方案,即一个舱段、三个舱段、全艇进行水下噪声级预报;讨论了三种不同方案对壳体表面振速和水下辐射噪声级的影响规律,结果表明在潜艇舱段首阶弯曲振动的共振频率以下,用一个舱段模拟整艇的动态特性是不合适的;在高于此频率,采用舱段模型来预报整艇的表面振速是可以接受的。     

Transverse vibration of a cylindrical shell with torispherical head: model tests and stress analysis

As an aid in the design of vessels or containers in a process undergoing dynamic loading, the dynamic characteristics of a cylindrical scale model vessel have been investigated by the method of resonance testing. The scale model is 1/10th scale of a vessel in a process, comprising a cylinder and torispherical head of steel.
The dynamic characteristics of the scale model vessel and the normalised principal bending stresses are calculated and tabulated for a number of circumferential modes of vibration, for an empty vessel.
Practical problems associated with the method of vibration testing are discussed and a practical example shown of the use of the method of dynamic similarity and the scale model results, as an aid in the design of a full scale vessel.     

带有弹簧-质量-圆柱壳耦合结构自由振动分析

采用子结构导纳法研究了简支边界条件下带有多根弹簧-集中质量-圆柱壳耦合结构的自由振动。根据已有结果,通过求解多根弹簧等效刚度的推导思路,采用柔度法得到各子结构矩阵元素的柔度系数,进而求得集中质量带有多根弹簧的圆柱壳耦合结构自振频率及模态理论公式,并与已有文献结果作对比,证明了本文理论推导的正确性。应用本文理论方法进一步求解了集中质量带有三根弹簧圆柱壳耦合结构的自振频率及振型,并与建立的ANSYS有限元模型分析结果作对比,二者结果误差很小,可以忽略,再次验证本文理论的合理性及正确性。     

Non-linear vibration and dynamic stability of a viscoelastic cylindrical panel with concentrated mass

Summary In the present paper, the problems of the vibration and dynamic stability of a viscoelastic cylindrical panel with concentrated mass are investigated, based on the Kirchhoff-Love hypothesis in the geometrically non-linear statement. The effect of the action of concentrated mass is introduced into the equation of motion of the cylindrical panel using the δ function. To solve integro-differential equations of non-linear problems of the dynamics of viscoelastic systems, a numerical method is suggested. It is based on the quadrature formula and eliminates the distinctions in the kernel of relaxation. With the Bubnov–Galerkin method, based on a polynomial approximation of the deflection, in combination with the suggested numerical method, the problems of non-linear vibration and dynamic stability of a viscoelastic cylindrical panel with concentrated masses were solved. The choice of the Koltunov–Rzhanitsyn singular kernel was substantiated. Results obtained using different theories are compared. Bubnov–Galerkin's convergence was studied in all problems. The influence of the viscoelastic properties of the material and concentrated masses on the process of vibration and dynamic stability of a cylindrical panel is shown.     

波传播法求解低频激励下水中加端板圆柱壳的振动

采用波传播法研究了低频下水中壳体的振动与响应。水中壳体由有限长加流体载荷的圆柱壳和两端的圆形端板组成,其中外部流体载荷用无限长模型进行近似处理。为了模拟推动系统的激励及船体上某一点激励,分别考虑了不同位置的轴向载荷和径向载荷,讨论了单个周向模态下的位移在总位移中的比重。主要研究了4种载荷,即作用在端板中心的轴对称载荷、作用在端板与圆柱连接处的轴向载荷、作用在连接处的径向载荷和作用在壳体中间的径向载荷,比较得出了轴对称和非轴对称、同一点不同方向载荷、同一方向不同位置载荷的响应位移的不同。此外,还研究了两端端板对不同载荷下水中壳体响应的影响,得出了端板主要抑制了壳体的较高阶模态下径向位移的结论。解析法结果与有限元法结果进行了比较,验证了该方法的正确性。