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圆锥壳-圆柱壳-球壳组合结构自由振动分析
被引量:
10
1
作者
吴仕昊
瞿叶高
华宏星
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2013年第6期109-114,120,共7页
基于Reissner薄壳理论,采用区域分解法分析了不同边界条件下圆锥壳-圆柱壳-球壳组合结构的自由振动。首先在壳体连接处将组合壳体分为独立的圆锥壳、圆柱壳和球壳,并将各个子壳体沿旋转轴线分解为若干自由壳段;然后将所有壳段分区界面(...
基于Reissner薄壳理论,采用区域分解法分析了不同边界条件下圆锥壳-圆柱壳-球壳组合结构的自由振动。首先在壳体连接处将组合壳体分为独立的圆锥壳、圆柱壳和球壳,并将各个子壳体沿旋转轴线分解为若干自由壳段;然后将所有壳段分区界面(包括边界界面)的位移协调方程通过分区广义变分和最小二乘加权残值法引入到组合壳体的能量泛函中;最后将壳段位移场变量的周向分量和轴向分量分别以Fourier级数和Chebyshev多项式展开,通过变分后得到整个组合壳体的离散动力学方程。将区域分解法计算结果与有限元软件ANSYS计算结果进行对比,验证了区域分解法在分析圆锥壳-圆柱壳-球壳组合结构自由振动的正确性和计算精度,并分析了组合壳体长径比及厚径比对自由振动频率的影响。
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关键词
区域分解法
分区广义变分
最小二乘加权残值
圆锥壳-圆柱壳-球壳组合结构
自由振动
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职称材料
基于区域分解的圆锥壳-圆柱壳-圆锥壳组合结构自由振动
被引量:
14
2
作者
瞿叶高
华宏星
+2 位作者
孟光
谌勇
龙新华
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2012年第22期1-7,共7页
提出一种分区广义变分和最小二乘加权残值区域分解法来分析圆锥壳-圆柱壳-圆锥壳组合结构的自由振动。首先将组合结构分解为圆柱壳、圆锥壳子结构,为获取组合壳体的高阶振动特性,进一步将圆柱壳、圆锥壳子结构分解为圆柱壳段和圆锥壳段...
提出一种分区广义变分和最小二乘加权残值区域分解法来分析圆锥壳-圆柱壳-圆锥壳组合结构的自由振动。首先将组合结构分解为圆柱壳、圆锥壳子结构,为获取组合壳体的高阶振动特性,进一步将圆柱壳、圆锥壳子结构分解为圆柱壳段和圆锥壳段。采用分区广义变分和最小二乘加权残值法将各壳段分区界面上的位移和转角协调方程引入到组合壳体的势能泛函中,使组合壳体的振动分析问题,归结为在满足分区界面位移和转角协调条件下的无约束泛函变分问题。圆柱壳段及圆锥壳段位移变量的周向和轴向(或母线方向)分量分别以Fourier级数和Chebyshev多项式展开。将区域分解法计算出的组合壳体振动频率与有限元软件ANSYS结果进行对比发现,两者非常吻合,验证了区域分解方法的收敛性和计算精度。
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关键词
区域分解
分区广义变分
最小二乘加权残值
圆锥
壳
-
圆柱
壳
-
圆锥
壳
组合
壳
体
自由振动
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职称材料
基于区域分解的环肋圆柱壳-圆锥壳组合结构振动分析
被引量:
4
3
作者
瞿叶高
谌勇
+2 位作者
龙新华
华宏星
孟光
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第1期166-172,共7页
提出了一种区域分解法来分析不同边界条件下环肋骨圆柱壳-圆锥壳组合结构的振动特性。首先把组合壳体分解为自由的圆柱壳、圆锥壳段;视环肋骨为离散元件,根据肋骨与圆柱壳段之间的变形协调条件,将肋骨的动能和应变能附加于圆柱壳段能量...
提出了一种区域分解法来分析不同边界条件下环肋骨圆柱壳-圆锥壳组合结构的振动特性。首先把组合壳体分解为自由的圆柱壳、圆锥壳段;视环肋骨为离散元件,根据肋骨与圆柱壳段之间的变形协调条件,将肋骨的动能和应变能附加于圆柱壳段能量泛函中。然后基于分区广义变分和最小二乘加权残值法将所有分区界面的位移协调方程引入到组合壳体的能量泛函中。圆柱壳段、圆锥壳段位移变量的周向和轴向分量分别采用Fourier级数和Chebyshev多项式展开。以自由-自由、自由-固支和固支-固支边界条件的环肋骨组合壳体为例,采用区域分解法分析了其自由振动及在不同激励下的振动响应。通过与有限元软件ANSYS结果进行对比,发现两种方法计算结果非常吻合,验证了区域分解方法的计算精度和高效性。
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关键词
区域分解
分区广义变分
最小二乘加权残值
圆柱
壳
-
圆锥
壳
组合
壳
体
自由振动
强迫振动
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职称材料
正交加筋圆柱壳-球壳组合结构自由振动分析
被引量:
8
4
作者
李正良
胡浩
于伟
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015年第22期129-137,共9页
研究不同边界条件下光滑、正交加筋圆柱壳-球壳组合结构的自由振动。通过对圆柱壳与球壳连接处简化处理,视球壳为自由约束,圆柱壳为简支约束,据Flügge薄壳理论利用Rayleigh-Ritz法求得结构频率,与有限元软件ANSYS结果比较,验证该...
研究不同边界条件下光滑、正交加筋圆柱壳-球壳组合结构的自由振动。通过对圆柱壳与球壳连接处简化处理,视球壳为自由约束,圆柱壳为简支约束,据Flügge薄壳理论利用Rayleigh-Ritz法求得结构频率,与有限元软件ANSYS结果比较,验证该方法的适用性及有效性;分析球壳扁率及组合壳体长径比对频率影响。结果表明,球心半角Φ增大结构自振频率降低;长径比L/Rc增大球心半角Φ对组合结构频率影响逐渐减弱,结构自振频率逐渐降低,且降幅减小。
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关键词
加筋
圆柱
壳
-
球
壳
组合
结构
Flügge理论
Rayleigh
-
Ritz法
自由振动
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职称材料
温度场下功能梯度圆锥壳-环板振动特性分析
被引量:
3
5
作者
左朋
石先杰
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期709-716,共8页
针对功能梯度圆锥壳-环板组合结构振动问题,本文采用一阶剪切变形理论和Rayleigh-Ritz法分析了温度场下组合结构的振动特性。组合结构位移变量采用谱几何法来表征,考虑材料参数与温度相关并引入人工边界弹簧建立了组合结构振动特性分析...
针对功能梯度圆锥壳-环板组合结构振动问题,本文采用一阶剪切变形理论和Rayleigh-Ritz法分析了温度场下组合结构的振动特性。组合结构位移变量采用谱几何法来表征,考虑材料参数与温度相关并引入人工边界弹簧建立了组合结构振动特性分析模型。数值算例中,通过将文中求解结果与文献解和有限元法结果进行对比验证了模型的正确性,进而分析尺寸、材料、温度和连接位置等参数对结构振动特性的影响。研究结果表明:组合结构基频随厚度增加而增加,随着幂律指数、半顶角和温度场参数增加而降低,随环板内径和连接位置变化会呈现非单一变化趋势。
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关键词
谱几何法
温度场
功能梯度
结构
圆锥
壳
-
环板
组合
结构
自由振动
一阶剪切变形理论
边界弹簧
结构
基频
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职称材料
球—环—柱组合壳结构的应力特性分析
被引量:
1
6
作者
熊景毅
刘勇
马建军
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2017年第2期92-99,共8页
[目的]球面舱壁以其较高的容重比和材料利用率等优点被广泛应用于大潜深潜器中,球—环—柱组合型式的球面舱壁结构形式简单,力学性能清晰,建造工艺难度相对较低,具有较好的工程适用性。为了研究球—环—柱组合型式的球面舱壁结构在均匀...
[目的]球面舱壁以其较高的容重比和材料利用率等优点被广泛应用于大潜深潜器中,球—环—柱组合型式的球面舱壁结构形式简单,力学性能清晰,建造工艺难度相对较低,具有较好的工程适用性。为了研究球—环—柱组合型式的球面舱壁结构在均匀外压下的应力强度特性,[方法]结合壳体控制方程,建立适用于球面舱壁结构强度计算的Riccati传递矩阵法,在此基础上讨论球壳半径、过渡环半径、边界刚度等参数对球—环—柱球面舱壁结构强度的影响;结合工程应用,初步提出能表征球面舱壁几何形状和力学特性的扁平度概念,研究其对结构强度的影响作用,并给出扁平度的建议取值范围,在此范围内,环肋柱壳对球—环组合壳形成的力学约束可近似认为是简支约束。[结果]研究表明,当球—环—柱组合型式的球面舱壁结构的扁平度取值为0.5~0.6时,应力强度性能良好。[结论]所得结果可为球—环—柱结构设计提供参考。
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关键词
Riccati传递矩阵法
球
-
环
-
柱
组合
壳
结构
强度
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职称材料
改进傅里叶级数法求解封口锥柱球组合壳的自由振动
被引量:
9
7
作者
张帅
李天匀
+1 位作者
朱翔
陈旭
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第3期601-609,共9页
提出了一种改进傅里叶级数的半解析方法分析封口锥柱球组合壳的自由振动特性。基于能量泛函,结合经典薄板理论和Love壳体理论,建立了组合结构的理论模型,研究了不同柱壳长度,不同锥球半角以及不同厚度端板下锥柱球组合壳的固有频率。该...
提出了一种改进傅里叶级数的半解析方法分析封口锥柱球组合壳的自由振动特性。基于能量泛函,结合经典薄板理论和Love壳体理论,建立了组合结构的理论模型,研究了不同柱壳长度,不同锥球半角以及不同厚度端板下锥柱球组合壳的固有频率。该方法下的各子壳结构位移由标准的傅里叶级数和辅助收敛函数组成,既克服了传统傅里叶级数在子壳结构交接处的不连续性,又提高了计算的收敛精度和速度。研究表明:该方法收敛性较好,所得理论计算结果与有限元结果比较一致。通过分析固有频率,发现改变长度,半角,端板厚度均会对锥柱球组合壳的自由振动产生较明显的影响。
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关键词
结构
振动
锥
-
柱
-
球
组合
壳
圆端板
Love
壳
体理论
傅里叶里兹法
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职称材料
题名
圆锥壳-圆柱壳-球壳组合结构自由振动分析
被引量:
10
1
作者
吴仕昊
瞿叶高
华宏星
机构
上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2013年第6期109-114,120,共7页
文摘
基于Reissner薄壳理论,采用区域分解法分析了不同边界条件下圆锥壳-圆柱壳-球壳组合结构的自由振动。首先在壳体连接处将组合壳体分为独立的圆锥壳、圆柱壳和球壳,并将各个子壳体沿旋转轴线分解为若干自由壳段;然后将所有壳段分区界面(包括边界界面)的位移协调方程通过分区广义变分和最小二乘加权残值法引入到组合壳体的能量泛函中;最后将壳段位移场变量的周向分量和轴向分量分别以Fourier级数和Chebyshev多项式展开,通过变分后得到整个组合壳体的离散动力学方程。将区域分解法计算结果与有限元软件ANSYS计算结果进行对比,验证了区域分解法在分析圆锥壳-圆柱壳-球壳组合结构自由振动的正确性和计算精度,并分析了组合壳体长径比及厚径比对自由振动频率的影响。
关键词
区域分解法
分区广义变分
最小二乘加权残值
圆锥壳-圆柱壳-球壳组合结构
自由振动
Keywords
domain decomposition method
modified generalized variational principle
least
-
squares weighted residual method
joined conical
-
cylindrical
-
spherical shell
free vibration
分类号
TB123 [理学—工程力学]
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职称材料
题名
基于区域分解的圆锥壳-圆柱壳-圆锥壳组合结构自由振动
被引量:
14
2
作者
瞿叶高
华宏星
孟光
谌勇
龙新华
机构
上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2012年第22期1-7,共7页
文摘
提出一种分区广义变分和最小二乘加权残值区域分解法来分析圆锥壳-圆柱壳-圆锥壳组合结构的自由振动。首先将组合结构分解为圆柱壳、圆锥壳子结构,为获取组合壳体的高阶振动特性,进一步将圆柱壳、圆锥壳子结构分解为圆柱壳段和圆锥壳段。采用分区广义变分和最小二乘加权残值法将各壳段分区界面上的位移和转角协调方程引入到组合壳体的势能泛函中,使组合壳体的振动分析问题,归结为在满足分区界面位移和转角协调条件下的无约束泛函变分问题。圆柱壳段及圆锥壳段位移变量的周向和轴向(或母线方向)分量分别以Fourier级数和Chebyshev多项式展开。将区域分解法计算出的组合壳体振动频率与有限元软件ANSYS结果进行对比发现,两者非常吻合,验证了区域分解方法的收敛性和计算精度。
关键词
区域分解
分区广义变分
最小二乘加权残值
圆锥
壳
-
圆柱
壳
-
圆锥
壳
组合
壳
体
自由振动
Keywords
domain decomposition
sub
-
domain generalized variational principle
least
-
square weighted residual method
joined conical
-
cylindrical
-
conical shell
free vibration
分类号
TH212 [机械工程—机械制造及自动化]
TH213.3 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
基于区域分解的环肋圆柱壳-圆锥壳组合结构振动分析
被引量:
4
3
作者
瞿叶高
谌勇
龙新华
华宏星
孟光
机构
上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室
出处
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第1期166-172,共7页
文摘
提出了一种区域分解法来分析不同边界条件下环肋骨圆柱壳-圆锥壳组合结构的振动特性。首先把组合壳体分解为自由的圆柱壳、圆锥壳段;视环肋骨为离散元件,根据肋骨与圆柱壳段之间的变形协调条件,将肋骨的动能和应变能附加于圆柱壳段能量泛函中。然后基于分区广义变分和最小二乘加权残值法将所有分区界面的位移协调方程引入到组合壳体的能量泛函中。圆柱壳段、圆锥壳段位移变量的周向和轴向分量分别采用Fourier级数和Chebyshev多项式展开。以自由-自由、自由-固支和固支-固支边界条件的环肋骨组合壳体为例,采用区域分解法分析了其自由振动及在不同激励下的振动响应。通过与有限元软件ANSYS结果进行对比,发现两种方法计算结果非常吻合,验证了区域分解方法的计算精度和高效性。
关键词
区域分解
分区广义变分
最小二乘加权残值
圆柱
壳
-
圆锥
壳
组合
壳
体
自由振动
强迫振动
Keywords
domain decomposition
subdomain generalized variational principle
least
-
squares weighted residual method
ring stiffened cylindrical
-
conical shell
free vibration
forced vibration
分类号
TH113 [机械工程—机械设计及理论]
TU33 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
正交加筋圆柱壳-球壳组合结构自由振动分析
被引量:
8
4
作者
李正良
胡浩
于伟
机构
重庆大学土木工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015年第22期129-137,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51278511)
文摘
研究不同边界条件下光滑、正交加筋圆柱壳-球壳组合结构的自由振动。通过对圆柱壳与球壳连接处简化处理,视球壳为自由约束,圆柱壳为简支约束,据Flügge薄壳理论利用Rayleigh-Ritz法求得结构频率,与有限元软件ANSYS结果比较,验证该方法的适用性及有效性;分析球壳扁率及组合壳体长径比对频率影响。结果表明,球心半角Φ增大结构自振频率降低;长径比L/Rc增大球心半角Φ对组合结构频率影响逐渐减弱,结构自振频率逐渐降低,且降幅减小。
关键词
加筋
圆柱
壳
-
球
壳
组合
结构
Flügge理论
Rayleigh
-
Ritz法
自由振动
Keywords
stiffened and joined cylindrical
-
spherical shell
Fltigge's theory
Rayleigh
-
Ritz method
free vibration
分类号
TB123 [理学—工程力学]
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职称材料
题名
温度场下功能梯度圆锥壳-环板振动特性分析
被引量:
3
5
作者
左朋
石先杰
机构
中国工程物理研究院总体工程研究所
中国科学技术大学近代力学系
出处
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期709-716,共8页
基金
国家自然科学基金项目(51975547,52375136)
中国工程物理研究院院长基金项目(YZJJLX2018008).
文摘
针对功能梯度圆锥壳-环板组合结构振动问题,本文采用一阶剪切变形理论和Rayleigh-Ritz法分析了温度场下组合结构的振动特性。组合结构位移变量采用谱几何法来表征,考虑材料参数与温度相关并引入人工边界弹簧建立了组合结构振动特性分析模型。数值算例中,通过将文中求解结果与文献解和有限元法结果进行对比验证了模型的正确性,进而分析尺寸、材料、温度和连接位置等参数对结构振动特性的影响。研究结果表明:组合结构基频随厚度增加而增加,随着幂律指数、半顶角和温度场参数增加而降低,随环板内径和连接位置变化会呈现非单一变化趋势。
关键词
谱几何法
温度场
功能梯度
结构
圆锥
壳
-
环板
组合
结构
自由振动
一阶剪切变形理论
边界弹簧
结构
基频
Keywords
spectro
-
geometric method
temperature field
functionally graded material
conical shell
-
annular plate combined structure
free vibration
first
-
order shear deformation theory
boundary spring
fundamental frequency
分类号
TH212 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
球—环—柱组合壳结构的应力特性分析
被引量:
1
6
作者
熊景毅
刘勇
马建军
机构
武汉第二船舶设计研究所
出处
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2017年第2期92-99,共8页
文摘
[目的]球面舱壁以其较高的容重比和材料利用率等优点被广泛应用于大潜深潜器中,球—环—柱组合型式的球面舱壁结构形式简单,力学性能清晰,建造工艺难度相对较低,具有较好的工程适用性。为了研究球—环—柱组合型式的球面舱壁结构在均匀外压下的应力强度特性,[方法]结合壳体控制方程,建立适用于球面舱壁结构强度计算的Riccati传递矩阵法,在此基础上讨论球壳半径、过渡环半径、边界刚度等参数对球—环—柱球面舱壁结构强度的影响;结合工程应用,初步提出能表征球面舱壁几何形状和力学特性的扁平度概念,研究其对结构强度的影响作用,并给出扁平度的建议取值范围,在此范围内,环肋柱壳对球—环组合壳形成的力学约束可近似认为是简支约束。[结果]研究表明,当球—环—柱组合型式的球面舱壁结构的扁平度取值为0.5~0.6时,应力强度性能良好。[结论]所得结果可为球—环—柱结构设计提供参考。
关键词
Riccati传递矩阵法
球
-
环
-
柱
组合
壳
结构
强度
Keywords
Riccati transfer matrix method
sphere
-
toroid
-
cylinder combined shell
structural strength
分类号
U661.43 [交通运输工程—船舶及航道工程]
U663.1 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
改进傅里叶级数法求解封口锥柱球组合壳的自由振动
被引量:
9
7
作者
张帅
李天匀
朱翔
陈旭
机构
华中科技大学船舶与海洋工程学院
高新船舶与深海开发装备协同创新中心
船舶与海洋水动力湖北省重点实验室
出处
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021年第3期601-609,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51839005,51879113,51579109)
中央高校基本科研业务费资助项目(2019kfyX⁃MBZ048)。
文摘
提出了一种改进傅里叶级数的半解析方法分析封口锥柱球组合壳的自由振动特性。基于能量泛函,结合经典薄板理论和Love壳体理论,建立了组合结构的理论模型,研究了不同柱壳长度,不同锥球半角以及不同厚度端板下锥柱球组合壳的固有频率。该方法下的各子壳结构位移由标准的傅里叶级数和辅助收敛函数组成,既克服了传统傅里叶级数在子壳结构交接处的不连续性,又提高了计算的收敛精度和速度。研究表明:该方法收敛性较好,所得理论计算结果与有限元结果比较一致。通过分析固有频率,发现改变长度,半角,端板厚度均会对锥柱球组合壳的自由振动产生较明显的影响。
关键词
结构
振动
锥
-
柱
-
球
组合
壳
圆端板
Love
壳
体理论
傅里叶里兹法
Keywords
structural vibration
coupled conical
-
cylindrical
-
spherical shells
circular plates
Love shell theory
Fourier
-
Ritz method
分类号
O327 [理学—一般力学与力学基础]
U661.44 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
圆锥壳-圆柱壳-球壳组合结构自由振动分析
吴仕昊
瞿叶高
华宏星
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2013
10
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职称材料
2
基于区域分解的圆锥壳-圆柱壳-圆锥壳组合结构自由振动
瞿叶高
华宏星
孟光
谌勇
龙新华
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2012
14
在线阅读
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职称材料
3
基于区域分解的环肋圆柱壳-圆锥壳组合结构振动分析
瞿叶高
谌勇
龙新华
华宏星
孟光
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013
4
在线阅读
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职称材料
4
正交加筋圆柱壳-球壳组合结构自由振动分析
李正良
胡浩
于伟
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2015
8
在线阅读
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职称材料
5
温度场下功能梯度圆锥壳-环板振动特性分析
左朋
石先杰
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
在线阅读
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职称材料
6
球—环—柱组合壳结构的应力特性分析
熊景毅
刘勇
马建军
《中国舰船研究》
CSCD
北大核心
2017
1
在线阅读
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职称材料
7
改进傅里叶级数法求解封口锥柱球组合壳的自由振动
张帅
李天匀
朱翔
陈旭
《振动工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2021
9
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职称材料
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