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题名圆形夹芯结构空心梁弯曲与自由振动分析
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作者
吴晓
肖珍
明勇
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机构
常德学院智能建筑学院
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出处
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第5期1839-1850,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52008164)。
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文摘
为解决圆形夹芯结构空心梁弯曲挠度及自振基频的求解问题。基于高阶剪切变形理论,根据圆形夹芯结构空心梁几何方程、静力平衡方程以及边界条件推导了梁挠曲线通用方程,得出了均布载荷作用下两端简支、一端简支一端固支、两端固支、悬臂这4种约束条件下的挠曲线方程。利用Galerkin原理,推导了这4种约束条件下的圆形夹芯结构空心梁自振基频表达式。运用相关算例讨论了高阶剪切变形理论求解圆形夹芯结构空心梁挠度和自振基频的计算精度,并分析了剪切变形和转动惯量的影响。研究结果表明:高阶剪切变形理论计算结果与有限元法计算结果基本一致,说明本方法在求解圆形夹芯结构空心梁弯曲和自由振动时具有较高的计算精度;随着跨径比的减小,剪切变形对圆形夹芯结构空心梁挠度和自振基频的影响均呈增大的趋势;在不同约束条件下,其影响效应也不一致。相对于剪切变形的影响,转动惯量对圆形夹芯结构空心梁自振基频的影响可忽略不计,但当跨径比小于或等于5时,应考虑转动惯量的影响。研究结果为求解夹芯空心梁挠度和自振基频问题提供了一种更为简便的方法,便于程式化和推广应用。
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关键词
圆形夹芯结构空心梁
弯曲挠度
自振基频
高阶剪切
剪切效应
转动惯量
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Keywords
sandwich hollow beam with circular section
bending deflection
natural vibration frequency
higher-order shear
shear effect
rotational inertia
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分类号
O341
[理学—固体力学]
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