基于阻抗综合法的梁-圆柱壳耦合系统动态特性分析 被引量：4

1

作者 周海军 贺才春 +3 位作者 姜其斌 李玩幽 周常荣 莫海枢 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期8-13,共6页

采用阻抗综合方法研究梁-圆柱壳耦合系统的动态特性。耦合系统被分成梁子结构和壳子结构两个部分。梁和圆柱壳两个子结构的阻抗函数分别采用改进的傅里叶级数方法和波传播方法得到。根据子结构耦合处的机构动力学相容和力平衡条件,可以... 采用阻抗综合方法研究梁-圆柱壳耦合系统的动态特性。耦合系统被分成梁子结构和壳子结构两个部分。梁和圆柱壳两个子结构的阻抗函数分别采用改进的傅里叶级数方法和波传播方法得到。根据子结构耦合处的机构动力学相容和力平衡条件,可以通过激励载荷直接得到耦合系统的响应。该方法被应用到一个梁-壳耦合系统,通过与有限元模型结果的对比验证了方法的正确性。之后通过改变部分模型参数,研究了一个集中质量点-轴段-圆柱壳模型的振动响应特性。 展开更多

关键词 阻抗综合法 梁-壳耦合系统 傅里叶级数方法 波传播方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于能量变分原理的梁-圆柱壳耦合系统振动特性分析 被引量：4

2

作者 聂睿 李天匀 +1 位作者 朱翔 陈旭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期1-10,共10页

采用能量变分原理研究了梁-圆柱壳耦合系统振动特性。整个耦合结构可分为梁子结构和壳子结构两个部分。首先,分别采用改进傅里叶级数描述梁结构和圆柱壳结构振动位移,求取两者结构动能与结构势能;随后,利用弹簧模拟边界的方式,将边界对... 采用能量变分原理研究了梁-圆柱壳耦合系统振动特性。整个耦合结构可分为梁子结构和壳子结构两个部分。首先,分别采用改进傅里叶级数描述梁结构和圆柱壳结构振动位移,求取两者结构动能与结构势能;随后,利用弹簧模拟边界的方式,将边界对结构的约束转化为对应边界势能;同时,利用空间分布弹簧组来连接梁结构与壳结构,使两者耦合效应表现为对应耦合弹簧势能;激励力则可通过外力功的形式加入到整个系统之中。再利用能量变分原理,即可计算耦合系统固有振动特性或受迫振动响应。通过与有限元软件计算结果对比,验证了该方法的正确性。此外,与传统Rayleigh-Ritz法相比,该方法在面对复杂边界条件时,可构建准确的统一分析模型而不需要重新选择位移容许函数。随后,进一步探讨了模型主要参数对耦合系统振动特性的影响。 展开更多

关键词 能量变分原理 梁-壳耦合系统 改进傅里叶级数 振动特性 Rayleigh-Ritz法

在线阅读 下载PDF 职称材料

功能梯度圆柱壳-内声场耦合系统振声预测

3

作者 钟锐 陈正雄 +1 位作者 王青山 秦斌 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期181-191,共11页

针对功能梯度(FGM)圆柱壳与其内声场的振声特性分析需求,采用特征正交-里兹法研究圆柱壳厚度、材料梯度指数、边界支撑刚度、阻抗边界和简谐力位置等因素对振声系统的影响。圆柱壳的位移及内部声压变量通过特征正交多项式与周向傅里叶... 针对功能梯度(FGM)圆柱壳与其内声场的振声特性分析需求,采用特征正交-里兹法研究圆柱壳厚度、材料梯度指数、边界支撑刚度、阻抗边界和简谐力位置等因素对振声系统的影响。圆柱壳的位移及内部声压变量通过特征正交多项式与周向傅里叶谐波函数构建,并以声压做功的方式考虑结构与声场之间耦合条件,进而结合里兹法得到耦合系统的振声模态和稳态响应。研究表明,由该模型所得到的数值解与文献及有限元结果具有较好的一致性。对参数的研究发现,壳体厚度、梯度指数、边界刚度、阻抗边界和激励位置等对振声系统的耦合特性均有较为明显影响,这为该类结构的低噪声设计及其内部声场优化提供了有益的参考。 展开更多

关键词 FGM圆柱壳 结构-声耦合 正交多项式 振声特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

轴-壳体系统耦合振动的建模与分析 被引量：13

4

作者 李攀硕 李栋梁 张志谊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期128-131,共4页

耦合振动建模与分析是振动控制的基础。针对末端带有集中质量的轴与加筋壳体的耦合系统,分别利用解析法和有限元法计算轴系导纳和加筋壳体导纳,并将艉轴承与推力轴承作为子结构连接单元,通过频响函数综合进行模型合成,得到整个系统的频... 耦合振动建模与分析是振动控制的基础。针对末端带有集中质量的轴与加筋壳体的耦合系统,分别利用解析法和有限元法计算轴系导纳和加筋壳体导纳,并将艉轴承与推力轴承作为子结构连接单元,通过频响函数综合进行模型合成,得到整个系统的频域描述模型。在此模型基础上,分析了系统振动固有特性及其随轴承刚度的变化规律,并讨论在轴上实施纵向振动控制的可行性。结果表明,推力轴承刚度改变轴系纵振频率,对纵振能量传递有明显影响;轴系纵向振动不仅会引起壳体纵向共振,还会引起壳体弯曲振动,形成轴-壳体纵横耦合模态;轴的纵向振动控制可以减小耦合系统振动。 展开更多

关键词 轴-壳体耦合系统 解析法 有限元法 频响函数综合

在线阅读 下载PDF 职称材料

旋转壳-流体耦合系统频率响应的动态设计 被引量：2

5

作者 魏发远 李世其 钟毅芳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期35-39,共5页

基于流固耦合理论 ,对浸水旋转壳频率响应的动态设计进行了比较全面的研究。针对动态设计中动力学重分析计算量大的问题 ,在对旋转壳 -流体耦合系统进行动力学建模时 ,对于旋转壳 ,根据其结构特点引入了既能保证计算精度又能大大提高计... 基于流固耦合理论 ,对浸水旋转壳频率响应的动态设计进行了比较全面的研究。针对动态设计中动力学重分析计算量大的问题 ,在对旋转壳 -流体耦合系统进行动力学建模时 ,对于旋转壳 ,根据其结构特点引入了既能保证计算精度又能大大提高计算效率的有限条法 ;对于流场 ,则采用边界元法来解决无限域问题和提高计算效率 ;然后利用凝聚降阶减小计算量 ,通过一种改进的模态迭加技术获得系统响应。计算结构动力响应及其灵敏度时 ,将灵敏度分析方法与动力响应计算方法相结合 ,得到动态灵敏度分析的快速算法。采用多目标优化方法 ,以重量、响应作为设计目标 ,对旋转壳结构进行了动力优化设计。计算实例表明 ,本文方法有效 ,并满足工程需要。 展开更多

关键词 浸水旋转壳 频率频应 动态设计 流固耦合 结构设计 动力学理论 结构振动 旋转壳-流体耦合系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

飞机模型俯仰-滚摆耦合复杂流场测试系统设计 被引量：1

6

作者 张伟 唐敏中 陈晓东 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期869-873,共5页

为真实地模拟飞机机动飞行和分析俯仰-滚摆耦合状况下的动态气动特性和复杂流动机理,首次在风洞中实现了模拟飞机的俯仰与滚转的复合运动.使用E型架结构实现飞机模型俯仰角α的正弦运动,同时侄E型架上安装交流伺服电机直接控制飞机模型... 为真实地模拟飞机机动飞行和分析俯仰-滚摆耦合状况下的动态气动特性和复杂流动机理,首次在风洞中实现了模拟飞机的俯仰与滚转的复合运动.使用E型架结构实现飞机模型俯仰角α的正弦运动,同时侄E型架上安装交流伺服电机直接控制飞机模型的滚转角(?);本系统采用了旋转编码器的输出脉冲来测量模型的转角,并记录下该脉冲出现的时刻,用这些数据得到飞机模型在风洞实验中滚转角的时间历程和滚转力矩特性,并用激光片光系统进行流态显示.使用这套系统得到了俯仰-滚摆耦合运动下的气动特性.分析表明,俯仰-滚摆耦合状况下进一步推迟了滚摆开始攻角,不稳定性增加.同时证明该系统满足风洞实验要求. 展开更多

关键词 飞机模型 复杂流场 设计 俯仰-滚摆耦合 测试系统 姿态控制 流态显示 飞行模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

流场中周期加肋圆柱壳受激振动的能量流输入特性 被引量：3

7

作者 严谨 李天匀 +1 位作者 刘土光 张维衡 《船舶力学》 EI 北大核心 2006年第4期140-147,共8页

以一水下无限长周期加肋圆柱壳受迫振动的能量流输入为研究对象,分别用Flügge方程和Helmholtz方程建立壳体及声场的波运动方程,考虑肋骨的四种作用力和力矩,探讨了外流场对加肋圆柱壳受激振动输入能量流的影响,得出了外流场可以抑... 以一水下无限长周期加肋圆柱壳受迫振动的能量流输入为研究对象,分别用Flügge方程和Helmholtz方程建立壳体及声场的波运动方程,考虑肋骨的四种作用力和力矩,探讨了外流场对加肋圆柱壳受激振动输入能量流的影响,得出了外流场可以抑制系统能量流输入、水下加肋圆柱壳比充液加肋圆柱壳能量流输入弱的结论。 展开更多

关键词 加肋圆柱壳 输入能量流 周期加肋圆柱壳-流场耦合系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

粘性流场中圆柱壳结构的频散特性分析 被引量：1

8

作者 陈浩森 李天匀 朱翔 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期801-810,共10页

以往的文献在分析流场中圆柱壳的声振特性时,往往将流场简化为理想状态,忽略了粘性的影响。以浸没在粘性流场中的无限长弹性薄圆柱壳为研究对象,研究了流体粘性对频散特性的影响规律。首先,分别用Flügge薄壳理论和势函数方法分析... 以往的文献在分析流场中圆柱壳的声振特性时,往往将流场简化为理想状态,忽略了粘性的影响。以浸没在粘性流场中的无限长弹性薄圆柱壳为研究对象,研究了流体粘性对频散特性的影响规律。首先,分别用Flügge薄壳理论和势函数方法分析壳体结构振动和外部流体声场。然后,通过壳壁外表面的运动协调条件,建立此耦合系统的声振耦合方程,进而采用Winding-Number围线积分法搜索求根,重点求取和分析了粘性流场中无限长弹性薄圆柱壳的频散曲线,并与理想流体中的特性作了对比,得出了一些有价值的结论,有助于理解粘性的影响及程度。 展开更多

关键词 粘性流场-圆柱壳耦合系统 Flügge薄壳理论 波传播法 势函数方法 频散特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

流场中周期环肋圆柱壳辐射声压的理论和实验研究 被引量：3

9

作者 严谨 李天匀 +1 位作者 刘土光 刘敬喜 《中国舰船研究》 2007年第1期49-51,共3页

对流场中一无限长周期环肋圆柱壳受激振动的辐射声压进行了理论和实验研究。分别采用Fl櫣gge方程和Helmholtz方程建立壳体及声场的波运动方程,考虑肋骨的4种作用力和力矩,利用周期理论求得壳体的振动响应,利用耦合边界条件最终可以求得... 对流场中一无限长周期环肋圆柱壳受激振动的辐射声压进行了理论和实验研究。分别采用Fl櫣gge方程和Helmholtz方程建立壳体及声场的波运动方程,考虑肋骨的4种作用力和力矩,利用周期理论求得壳体的振动响应,利用耦合边界条件最终可以求得无限长周期环肋圆柱壳的声场压力,并同实验结果作了比较。 展开更多

关键词 周期环肋圆柱壳 耦合系统 辐射声压

在线阅读 下载PDF 职称材料

水下圆柱壳声辐射激发水表面声波研究

10

作者 张圣海 徐剑秋 黎胜 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2329-2340,共12页

研究水下声源声辐射激发的水表面声波,对在空气中进行跨介质水下声源探测具有重要意义。为研究水下声源声辐射激发的水表面声波特性,基于水下声传播理论推导水下稳态点源球面声波激励水表面声波的理论解,依据有限元方法,以脉动球点源为... 研究水下声源声辐射激发的水表面声波,对在空气中进行跨介质水下声源探测具有重要意义。为研究水下声源声辐射激发的水表面声波特性,基于水下声传播理论推导水下稳态点源球面声波激励水表面声波的理论解,依据有限元方法,以脉动球点源为例进行数值分析验证,设计相应实验验证水平衰减规律及声源深度影响。基于声-结构耦合有限元方法研究声源深度等声源参数及环境参数对水下圆柱壳声辐射激发水表面声波的影响。研究结果表明:所提激励下的圆柱壳声源在半自由场环境中激发的海水表面波振幅在某些振型对应固有频率下的振幅远大于其他频率;海底和粗糙海面对水表面波振幅有影响;在所提载荷激励下,有限水深中水下圆柱壳声辐射激励的水表面波振幅在3倍圆柱壳半径以内及20倍半径之外潜深范围内与潜深呈正比,其他范围随潜深呈反比。 展开更多

关键词 水下圆柱壳 声辐射 水表面声波 声-结构耦合 粗糙海面

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于波传播分析的水下粘弹性复合圆柱壳振动功率流研究 被引量：1

11

作者 严谨 李天匀 +1 位作者 刘敬喜 朱翔 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第5期780-787,共8页

采用波传播分析方法,讨论了外部敷设粘弹性自由阻尼材料的无限长圆柱壳在流场中受径向简谐激励的振动功率流。用复模量形式计及粘弹性阻尼的损耗因子,研究了自由阻尼圆柱壳在外激励作用下的输入功率流和沿壳体传播的功率流。结果表明粘... 采用波传播分析方法,讨论了外部敷设粘弹性自由阻尼材料的无限长圆柱壳在流场中受径向简谐激励的振动功率流。用复模量形式计及粘弹性阻尼的损耗因子,研究了自由阻尼圆柱壳在外激励作用下的输入功率流和沿壳体传播的功率流。结果表明粘弹性阻尼层可以明显降低激振力输入壳体的功率流,加快振动波在结构内的衰减,为潜艇结构和水下各种管道的减振降噪提供了一定的理论参考。 展开更多

关键词 粘弹性阻尼 圆柱壳-流场耦合系统 波传播方法 振动功率流

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于波传播方法的水下阻尼复合圆柱壳声辐射分析

12

作者 严谨 李志强 边金 《舰船科学技术》 北大核心 2007年第3期61-64,共4页

采用波传播分析方法,以复模量形式计及粘弹性阻尼的损耗因子,讨论了外部敷设粘弹性自由阻尼材料的无限长圆柱壳在流场中的辐射声功率。结果表明,粘弹性阻尼层可以有效降低结构的辐射声功率,具有较好的隔振效果,可为潜艇结构和水下各种... 采用波传播分析方法,以复模量形式计及粘弹性阻尼的损耗因子,讨论了外部敷设粘弹性自由阻尼材料的无限长圆柱壳在流场中的辐射声功率。结果表明,粘弹性阻尼层可以有效降低结构的辐射声功率,具有较好的隔振效果,可为潜艇结构和水下各种管道的减振降噪设计提供理论参考。 展开更多

关键词 圆柱壳 圆柱壳-流场耦合系统 阻尼 波传播方法 声辐射

在线阅读 下载PDF 职称材料

水下爆炸圆柱壳塑性动态响应实验及数值计算 被引量：10

13

作者 李健 荣吉利 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期659-662,共4页

采用实验与数值模拟相结合的方法,对圆柱壳结构在水中受到柱形TNT炸药产生的冲击载荷作用下的动力响应过程进行研究.对不同装药量、爆炸距离和爆炸角度的影响分别进行了实验,利用大型有限元软件MSC.DYTRAN,对流场边界采用流-固耦合的处... 采用实验与数值模拟相结合的方法,对圆柱壳结构在水中受到柱形TNT炸药产生的冲击载荷作用下的动力响应过程进行研究.对不同装药量、爆炸距离和爆炸角度的影响分别进行了实验,利用大型有限元软件MSC.DYTRAN,对流场边界采用流-固耦合的处理方法进行计算,并将计算结果与实验数据进行对比,结果表明,计算结果与实验结果具有较好的一致性.证明了在有限区域内采用MSC.DYTRAN有限元软件中的流-固耦合方法进行水下爆炸的数值计算是可行的. 展开更多

关键词 水下爆炸 圆柱壳 数值模拟 流-固耦合

在线阅读 下载PDF 职称材料

圆柱壳在水下爆炸载荷作用下的动响应分析(英文) 被引量：3

14

作者 余晓菲 刘土光 余宏坤 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第3期462-469,共8页

主要研究了在无限水域中两端简支的圆柱壳受球形炸药爆炸冲击载荷作用下的动响应特性。首先,计及流—固耦合作用的影响,文中由Hamilton变分原理推导出了圆柱壳受爆炸载荷作用的控制方程。然后分别将位移函数的Fourier形式代入方程中,运... 主要研究了在无限水域中两端简支的圆柱壳受球形炸药爆炸冲击载荷作用下的动响应特性。首先,计及流—固耦合作用的影响,文中由Hamilton变分原理推导出了圆柱壳受爆炸载荷作用的控制方程。然后分别将位移函数的Fourier形式代入方程中,运用迦辽金方法进行化简,最后在时间域上使用四阶经典龙格—库塔方法,圆柱壳在某一时刻的动响应就可以得到。通过将计算结果与有限元计算软件MSC.DYTRAN的计算结果进行比较,可以证明文中计算结果的正确性和可靠性。 展开更多

关键词 圆柱壳 水下爆炸 动响应 流-固耦合 迦辽金方法 MSC.DYTRAN

在线阅读 下载PDF 职称材料

主动约束层阻尼贮液圆柱壳的耦振与控制研究

15

作者 向宇 吴文军 +2 位作者 陈军明 黄玉盈 袁丽芸 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期151-157,共7页

在被动约束层阻尼(PCLD)贮液圆柱壳研究的基础上,考虑约束层的压电效应,导出了压电主动约束层阻尼(PACLD)贮液圆柱壳呈一阶常微分矩阵形式的电-液-固多场谐耦振的控制方程。由于该方程中所包含的液动压力系数和采用比例微分(PD)反馈控... 在被动约束层阻尼(PCLD)贮液圆柱壳研究的基础上,考虑约束层的压电效应,导出了压电主动约束层阻尼(PACLD)贮液圆柱壳呈一阶常微分矩阵形式的电-液-固多场谐耦振的控制方程。由于该方程中所包含的液动压力系数和采用比例微分(PD)反馈控制策略时所必需的参考点径向位移都不能预先给定,无法直接求解。为了克服这一困难,采用新型齐次扩容精细积分技术和叠加原理,建立了一种半解析解法,并采用该方法求解了PACLD贮液圆柱壳在地面运动谐激励下的振动控制问题,着重研究了控制电压分布模式对减振效果的影响。数值分析表明,在合适的控制电压分布模式作用下,PACLD对贮液圆柱壳的振动具有很好的调控作用。 展开更多

关键词 压电主动约束层阻尼 贮液圆柱壳 电-液-固多场耦合 PD控制策略

在线阅读 下载PDF 职称材料

静水压力下圆柱壳结构频散特性分析 被引量：1

16

作者 何麟 李天匀 +1 位作者 严谨 刘志忠 《中国舰船研究》 2006年第3期5-8,共4页

对不同静水压力下圆柱壳的频散特性进行研究,初步揭示无限长圆柱壳振动受到水深影响的变化规律。采用Fl櫣gge壳体运动方程和Helmholtz声学方程建立静水压力作用下耦合系统的频散方程,利用muller三点迭代法对该超越方程进行求解,得到传... 对不同静水压力下圆柱壳的频散特性进行研究,初步揭示无限长圆柱壳振动受到水深影响的变化规律。采用Fl櫣gge壳体运动方程和Helmholtz声学方程建立静水压力作用下耦合系统的频散方程,利用muller三点迭代法对该超越方程进行求解,得到传播波的频散曲线。结果表明静水压力会对水下圆柱壳结构的频散特性产生一定的影响,其影响效果随水深的增加逐渐增大。与参考文献[4]的结果作比较发现,其对各支传播波起始频率的作用并不大,而对处于声速线上方的亚声速波影响明显,随水深增加,相应的波数呈下降趋势,等间距加大水深,其浸深绝对值越大影响也越大,图示曲线间距增加。 展开更多

关键词 圆柱壳 静水压力 频散特性 耦合系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种鱼雷壳体模糊可靠性的计算方法

17

作者 汤礼东 宋保维 +1 位作者 毛昭勇 李正 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1056-1059,共4页

对具有模糊性的各种系统和问题,用常规可靠性理论和方法对其进行描述非常困难,甚至是不可能的。为解决这个问题,提出了一种模糊可靠性的计算方法,它重点解决工程实际中的随机应力———模糊强度模型。该计算模型的数学基础是,模糊可靠... 对具有模糊性的各种系统和问题,用常规可靠性理论和方法对其进行描述非常困难,甚至是不可能的。为解决这个问题,提出了一种模糊可靠性的计算方法,它重点解决工程实际中的随机应力———模糊强度模型。该计算模型的数学基础是,模糊可靠性可以用常规概率通过数学转换来计算。基于这种计算模型,提出一种计算鱼雷圆柱形壳体模糊可靠性的方法,它为可靠性分析建立了一种系统组成单元模糊可靠性的基础。实例计算结果证明,该方法与工程实际一致。 展开更多

关键词 系统评估与可行性分析 模糊可靠性 随机应力-模糊强度模型 隶属函数 圆柱形壳体

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于显式有限元的转子不平衡与轴承故障耦合分析 被引量：8

18

作者 杨子臻 左彦飞 +1 位作者 邵化金 冯坤 《轴承》 北大核心 2021年第2期8-13,16,共7页

为分析转子不平衡与轴承故障耦合振动特征及产生机理,在对转子不平衡与轴承故障耦合状态下受力分析的基础上,基于虚位移原理的增广拉格朗日法建立轴承运动控制方程,运用LS-DYNA建立转子-轴承系统二维显式动力学有限元模型,分析了故障耦... 为分析转子不平衡与轴承故障耦合振动特征及产生机理,在对转子不平衡与轴承故障耦合状态下受力分析的基础上,基于虚位移原理的增广拉格朗日法建立轴承运动控制方程,运用LS-DYNA建立转子-轴承系统二维显式动力学有限元模型,分析了故障耦合状态下轴承振动加速度、转子轴心运动轨迹,探明了转子不平衡-轴承缺陷耦合故障冲击响应特征及转子轴心运动轨迹突变机理,并通过试验进行了验证。结果表明:转子不平衡与轴承外圈故障耦合状态下,轴承座测点位置故障特征频率被转频调制,冲击幅值随转频变化;转子轴心轨迹呈椭圆形,且缺陷位于轴承承载区时,转子轴心轨迹存在突变。 展开更多

关键词 滚动轴承 圆柱滚子轴承 转子-轴承系统 不平衡 故障 耦合 显式动力学

在线阅读 下载PDF 职称材料