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Method of Semi Analytic Perturbation Weighted Residuals for Nonlinear Bending of Shallow Shells
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作者 李云飞 黄怡筠 《Journal of Beijing Institute of Technology》 EI CAS 2000年第1期15-19,共5页
The semi? analytic perturbation weighted residuals method was used to solve the nonlinear bending problem of shallow shells, and the fifth order B spline was taken as trial function to seek an efficient method for n... The semi? analytic perturbation weighted residuals method was used to solve the nonlinear bending problem of shallow shells, and the fifth order B spline was taken as trial function to seek an efficient method for nonlinear bending problem of shallow shells. The results from the present method are in good agreement with those derived from other methods. The present method is of higher accuracy, lower computing time and wider adaptability. In addition, the design of computer program is simple and it is easy to be programmed. 展开更多
关键词 shallow shell nonlinear bending perturbation method weighted residuals method spline function
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功能梯度石墨烯增强多孔复合材料阶梯圆柱壳的振动特性
2
作者 徐宏达 王宇 +2 位作者 徐自强 贾小羽 于晓光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期317-326,共10页
对功能梯度石墨烯增强多孔复合材料(FG-GPLRPC)阶梯圆柱壳的振动特性进行了研究。首先,采用Halpin-Tsai微观力学模型以及开胞体理论得到FG-GPLRPC阶梯圆柱壳的有效材料属性。其次,基于一阶剪切变形理论和惩罚参数法推导出壳体结构的能... 对功能梯度石墨烯增强多孔复合材料(FG-GPLRPC)阶梯圆柱壳的振动特性进行了研究。首先,采用Halpin-Tsai微观力学模型以及开胞体理论得到FG-GPLRPC阶梯圆柱壳的有效材料属性。其次,基于一阶剪切变形理论和惩罚参数法推导出壳体结构的能量表达式。最后,采用Jacobi-Ritz法建立壳体结构的振动控制方程,并求得结构的无量纲频率,验证了方法的有效性和正确性。结果表明,石墨烯质量分数、孔隙系数和边界弹簧刚度值对振动特性的影响显著,层数对振动特性的影响较小,尺寸参数对振动特性的影响不同,并得到了壳体频率随周向波数先减小后增大的变化规律。 展开更多
关键词 石墨烯增强 多孔复合材料 阶梯圆柱壳 一阶剪切变形理论 Jacobi-Ritz法
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复合材料环支撑圆柱壳结构振动特性分析研究
3
作者 何东泽 郭克凡 +2 位作者 蔡瑛 黄世军 李伟成 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期173-180,共8页
该文基于一阶剪切变形理论,结合波动法,构建了不同边界条件下环支撑复合材料圆柱壳结构振动特性分析模型。结合波函数形式为位移变量,对位移比例参数、位移矩阵和力参数矩阵进行设置。通过结合边界条件矩阵,对环支撑条件下复合材料圆柱... 该文基于一阶剪切变形理论,结合波动法,构建了不同边界条件下环支撑复合材料圆柱壳结构振动特性分析模型。结合波函数形式为位移变量,对位移比例参数、位移矩阵和力参数矩阵进行设置。通过结合边界条件矩阵,对环支撑条件下复合材料圆柱壳结构的总体控制方程进行推导。通过与现有文献结果进行对比,验证所建立的振动特性分析模型的准确性。开展了相关参数化分析研究,探讨了材料参数、几何参数以及环支撑位置的影响情况。 展开更多
关键词 一阶剪切变形理论 复合材料圆柱壳 环支撑 波动法 振动特性
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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:13
4
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。 展开更多
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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复合材料旋转壳自由振动分析的新方法 被引量:10
5
作者 瞿叶高 华宏星 +2 位作者 谌勇 龙新华 孟光 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期139-143,共5页
提出了一种半解析区域分解法来分析任意边界条件的复合材料层合旋转壳自由振动.沿壳体旋转轴线将壳体分解为一些自由的层合壳段,视位移边界界面为一种特殊的分区界面;采用分区广义变分和最小二乘加权残值法将壳体所有分区界面上的位移... 提出了一种半解析区域分解法来分析任意边界条件的复合材料层合旋转壳自由振动.沿壳体旋转轴线将壳体分解为一些自由的层合壳段,视位移边界界面为一种特殊的分区界面;采用分区广义变分和最小二乘加权残值法将壳体所有分区界面上的位移协调方程引入到壳体的能量泛函中,使层合壳的振动分析问题归结为无约束泛函变分问题.层合壳段位移变量采用Fourier级数和Chebyshev多项式展开.以不同边界条件的层合圆柱壳、圆锥壳及球壳为例,采用区域分解法分析了其自由振动,并将计算结果与其他文献值进行了对比.算例表明,该方法具有高效率、高精度和收敛性好等优点. 展开更多
关键词 区域分解 分区广义变分 最小二乘加权残值法 复合材料旋转壳 自由振动
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开口复合材料柱壳屈曲与补救有限元分析 被引量:8
6
作者 李钟海 程小全 张纪奎 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期172-176,216,共5页
用有限元法对含有轴向裂纹的开口加强复合材料柱壳结构进行了补救研究;分析其压缩屈曲强度与模态情况,得到了裂纹长度与屈曲强度的关系,并与无裂纹的结构进行了对比。结果表明:裂纹长度在200mm以下时,对整个结构承载能力影响很小;当裂... 用有限元法对含有轴向裂纹的开口加强复合材料柱壳结构进行了补救研究;分析其压缩屈曲强度与模态情况,得到了裂纹长度与屈曲强度的关系,并与无裂纹的结构进行了对比。结果表明:裂纹长度在200mm以下时,对整个结构承载能力影响很小;当裂纹长度继续增大时,屈曲区域从开口上方转移到裂纹附近,屈曲强度开始急剧下降。为了加强裂纹所在区域结构的承剪能力,进行适当的修补后,可使屈曲模态与无裂纹柱壳相同,且屈曲强度稍有增加,从而证明了所提出补救方法的有效性。 展开更多
关键词 复合材料开口柱壳 压缩屈曲 穿透裂纹 补救 有限元法
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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
7
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。 展开更多
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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复合材料纵横加筋圆柱壳自由振动分析 被引量:8
8
作者 肖汉林 刘土光 +1 位作者 张涛 余小菲 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2005年第6期4-7,47,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 振动与波 自由振动 复合材料圆柱壳 纵横加筋 能量法
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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
9
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。 展开更多
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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径向载荷作用下复合材料圆柱壳的非线性动力屈曲 被引量:6
10
作者 唐文勇 王天霖 张圣坤 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第2期155-158,共4页
采用半解析法求解径向阶跃载荷作用下复合材料圆柱壳的非线性动力屈曲。基于一阶剪切变形理论,由Hamilton原理推导出包含横向剪切变形以及几何初缺陷的圆柱壳的非线性动力方程,位移及载荷沿周向采用级数展开,由Galerkin方法得到微分方程... 采用半解析法求解径向阶跃载荷作用下复合材料圆柱壳的非线性动力屈曲。基于一阶剪切变形理论,由Hamilton原理推导出包含横向剪切变形以及几何初缺陷的圆柱壳的非线性动力方程,位移及载荷沿周向采用级数展开,由Galerkin方法得到微分方程组,通过有限差分法求解;根据响应情况,由B-R准则判定屈曲,确定屈曲临界载荷。 展开更多
关键词 复合材料 圆柱壳 非线性 动力屈曲 半解析法
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复合材料纵横加筋圆柱壳自由振动分析(英文) 被引量:4
11
作者 肖汉林 刘土光 +1 位作者 张涛 余晓菲 《船舶力学》 EI 北大核心 2007年第3期470-478,共9页
使用能量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,然后代入Lagrange方程得到频率方程。通过比较,文中的计算方法所得到的结果与文献比较吻合。采用平... 使用能量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,然后代入Lagrange方程得到频率方程。通过比较,文中的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。最后还研究了壳体和加筋结构参数以及静水压力的变化对圆柱壳自由振动频率的影响。文中利用平均法来处理加筋结构,简化理论推导并减少了计算。 展开更多
关键词 自由振动 复合材料圆柱壳 纵横加筋 静水压力 能量法
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半解析法求解复合材料圆柱壳的非线性动力响应 被引量:5
12
作者 王天霖 唐文勇 张圣坤 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1851-1855,共5页
基于一阶剪切变形理论,由H am ilton原理推导出包含横向剪切变形以及几何初始缺陷的圆柱壳的非线性动力方程,并用半解析法求解;位移及载荷沿周向傅里叶级数展开,由G alerk in方法得到微分方程组,通过有限差分法求解.讨论了径向载荷作用... 基于一阶剪切变形理论,由H am ilton原理推导出包含横向剪切变形以及几何初始缺陷的圆柱壳的非线性动力方程,并用半解析法求解;位移及载荷沿周向傅里叶级数展开,由G alerk in方法得到微分方程组,通过有限差分法求解.讨论了径向载荷作用下的复合材料圆柱壳的动力响应问题. 展开更多
关键词 复合材料 圆柱壳 非线性 动力响应 半解析法
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穿透裂纹对开口复合材料柱壳屈曲性能的影响 被引量:4
13
作者 武鹏飞 程小全 +1 位作者 张涛 许亚洪 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期179-182,共4页
为了解决复合材料柱壳结构成型过程中产生裂纹的问题,为复合材料柱壳类结构设计与质量控制提供参考,文中采用有限元方法分析了含穿透裂纹开口复合材料柱壳的压缩屈曲性能,分析了裂纹长度与方向的影响。结果表明,45°方向的穿透裂纹... 为了解决复合材料柱壳结构成型过程中产生裂纹的问题,为复合材料柱壳类结构设计与质量控制提供参考,文中采用有限元方法分析了含穿透裂纹开口复合材料柱壳的压缩屈曲性能,分析了裂纹长度与方向的影响。结果表明,45°方向的穿透裂纹,其长度小于130mm时,柱壳屈曲强度随裂纹长度的增长略有下降;超过130mm,屈曲强度明显下降。对于定长裂纹,随着裂纹方向角的增加,结构的屈曲强度不断降低。裂纹对柱壳压缩屈曲强度的影响程度本质上取决于裂纹对原有载荷传递路径的影响程度。 展开更多
关键词 复合材料柱壳 开口 压缩屈曲 穿透裂纹 有限元法
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层合圆柱厚壳热应力分析的状态方程及其半解析法 被引量:5
14
作者 邹贵平 唐立民 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第3期336-343,共8页
通过对Hellinger-Reissner变分原理的修正,导出了变温作用下层合圆柱厚壳的状态方程及其半解析法,该方法在z-θ曲面内采用通常的有限元离散,而沿壳厚(r)方向采用状态空间法给出解析解答,且通过采用状态转移... 通过对Hellinger-Reissner变分原理的修正,导出了变温作用下层合圆柱厚壳的状态方程及其半解析法,该方法在z-θ曲面内采用通常的有限元离散,而沿壳厚(r)方向采用状态空间法给出解析解答,且通过采用状态转移矩阵,建立了层合圆柱壳内外表面应力和位移之间的关系式,然后利用打靶法进行求解,从而大大降低了计算中的未知量数目。 展开更多
关键词 热应力 半解析法 弹性力学 圆柱厚壳
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正交各向异性圆柱层壳的自振分析 被引量:3
15
作者 姚安林 肖芳淳 《西南石油学院学报》 CSCD 1989年第2期87-92,共6页
本文根据控制壳体自由弯曲振动的Von Kármán动力方程,采用加权余量法得出了一种分析正交各向异性圆柱层壳自由振动的新方法。结果与Werner Soedal的结论吻合良好。文中将该方法用于数值计算,并通过比较三种管子的自振频率验... 本文根据控制壳体自由弯曲振动的Von Kármán动力方程,采用加权余量法得出了一种分析正交各向异性圆柱层壳自由振动的新方法。结果与Werner Soedal的结论吻合良好。文中将该方法用于数值计算,并通过比较三种管子的自振频率验证了方法的有效性。 展开更多
关键词 园柱层壳 自由振动 加权余量法
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卷积型加权残值法求解薄壳的动力学问题 被引量:3
16
作者 李永莉 赵志岗 侯志奎 《力学与实践》 CSCD 北大核心 2006年第3期71-73,59,共4页
板壳等弹性体,受到动荷载作用时,其动力分析问题是比较重要且难于解决的.利用卷积型加权残值法,推导出Gurtin变分原理,并应用卷积型加权残值法计算了薄壳的动力学问题,为计算薄壳的结构动力学问题提供了一种有效的方法.
关键词 卷积 加权残值法 薄壳 结构动力学
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复合材料圆柱壳体水下非线性屈曲数值分析 被引量:10
17
作者 潘光 鲁江锋 沈克纯 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1159-1164,共6页
为解决水下复合材料仿真精度低的问题,采用非线性数值分析方法对复合材料圆柱壳体的水下屈曲行为进行研究。通过算例表明了非线性屈曲数值分析与试验结果的吻合性较好,验证了数学模型和计算方法的有效性。对比了铝合金、Carbon/Epoxy、B... 为解决水下复合材料仿真精度低的问题,采用非线性数值分析方法对复合材料圆柱壳体的水下屈曲行为进行研究。通过算例表明了非线性屈曲数值分析与试验结果的吻合性较好,验证了数学模型和计算方法的有效性。对比了铝合金、Carbon/Epoxy、Boron/Epoxy和Glass/Epoxy4种材料圆柱壳体的水下非线性屈曲行为,结果表明纤维的拉伸模量对于圆柱壳体的耐压能力有较大影响,Carbon/Epoxy是水下圆柱壳体比较理想的一种材料,最后分析了矩形、T形和L形肋骨复合材料圆柱壳体的水下非线性屈曲行为,通过分析可知,T形肋骨对于提高圆柱壳体的屈曲压力是最明显的。研究结果对于复合材料在水下的应用及研究有较大的参考价值和指导作用。 展开更多
关键词 复合材料 圆柱壳体 非线性屈曲 缺陷系数 弧长法 有限元 肋骨
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复杂边界条件下圆柱壳结构瞬态振动特性分析 被引量:1
18
作者 庞福振 李海超 +2 位作者 彭德炜 李玉慧 田宏业 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1238-1244,共7页
针对复杂边界条件下圆柱壳结构瞬态振动特性研究不足,本文提出一种半解析法分析圆柱壳结构的瞬态振动特性。基于区域能量分解法和Reissner-Naghdi’s线性薄壳理论,将柱壳沿壳体的母线方向分解为若干子壳段,并推导出圆柱壳结构一般边界... 针对复杂边界条件下圆柱壳结构瞬态振动特性研究不足,本文提出一种半解析法分析圆柱壳结构的瞬态振动特性。基于区域能量分解法和Reissner-Naghdi’s线性薄壳理论,将柱壳沿壳体的母线方向分解为若干子壳段,并推导出圆柱壳结构一般边界条件下的求解模型。柱壳结构的位移函数用Chebyshev行列式和傅里叶级数表示,并引入最小二乘残差来消除计算的不稳定性。对柱壳结构进行瞬态振动特性分析,通过与有限元仿真计算结果对比验证了本文方法的有效性,结果表明:同一频段范围,结构厚度越小,位移曲线峰值越多,瞬态响应越大;损耗因子主要影响结构的共振峰值,对结构固有频率的影响较小。 展开更多
关键词 圆柱壳 区域能量分解法 位移函数 最小二乘残差 瞬态振动 复杂边界条件 薄壳理论 Chebyshev行列式
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考虑剪切变形的复合材料多层板壳加权残数解 被引量:2
19
作者 尹邦信 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1990年第3期114-120,152,共7页
本文在文献[1]的基础上,将加权残数法用于复合材料多层板壳分析,并推导出相应的关系式。文中给出了算例,并与解析解进行了比较,结果表明,本文方法精度较高,用于复合材料多层板壳分析是有效的。
关键词 复合材料 加权残数
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复合材料多层板壳自振频率受迫振动及临界载荷的加权残数解 被引量:1
20
作者 尹邦信 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第4期151-156,共6页
本文在文献[1]的基础上,将加权残数法用于求解复合材料多层板壳的自振频率、受迫振动及临界载荷,导出了相应的关系式。文中给出了算例并与解析解进行了对比。结果表明,本文方法简便。
关键词 复合材料 板壳 多层板壳 自振频率 受迫振动
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