薄壁圆柱壳构件的相似动力学特性研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文薄壁圆柱壳构件的相似动力学特性研究作者姓名：孙宁指导教师：罗忠副教授东北大学机械工程与自动化学院申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：硕ztz学科类别：专业学位0关墨月舢荔辩委贻揣粹叫磊l}两婶韩戋饥p、东北大学2014年06月万方数据AThesisinMechanicalEngineeringResearchofSimilarDynamicCharacteristicsofThinWalledCylindricalShellbySunNingSuperviso

2、r：AssociateProfessorLuoZhongNortheasternUniversityJune2014万方数据感谢：国家自然科学基金资助项目编号：51105064对本课题的大力资助!万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢：也思。学位论文作者签名：神哼日期：加c≯膨卜7学位论文版

3、权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：确了签字日期：沙，妒／乡7y7导师签名：＼塑渗签字日期：叩彬厂，衫万方数据东北大学硕士学位论文摘要薄壁圆柱壳构件的相似动力学特性研究摘要薄壁圆柱壳是一种重要的结构件之一，在工程实际中应用广泛。薄壁圆

4、柱壳构件受到复杂载荷的作用，因此大量学者对薄壁圆柱壳构件进行振动特性研究，从而避免产生或减小振动响应。目前对于大尺寸、加工精度高、加工工艺复杂的薄壁圆柱壳的研究，大多采用解析法和模拟仿真方法，但这两种方法都有各自不可避免的弊端，但是大量进行原型试验不但费时费力而且成本过高。因此，如果能运用模型试验，采用模型试验来预测原型构件的振动特性，不但减少耗材、降低加工工艺难度，而且简化试验过程，大幅度降低实验周期，从而促进对薄壁圆柱壳的动力学研究的发展。针对薄壁圆柱壳构件的相似动力学特性问题，本文采用方程分析法，根据薄壁圆柱壳的

5、振动微分方程和谐响应位移方程，推导出薄壁圆柱壳固有频率和振动响应的完全相似关系以及不完全相似关系。在此基础上开展研究，本文主要研究内容如下：本文首先介绍了薄壁圆柱壳相似动力学特性研究的背景，国内外发展现状，论述了建立圆柱壳畸变模型的意义和研究现状，以及目前对于圆柱相似模型试验的国内外研究现状。基于Love理论，推导出薄壁圆柱壳的振动方程和响应位移方程。以方程分析理论为基础，分别得到薄壁圆柱壳固有频率和振动响应的完全相似关系。采用过渡模型的方法简化计算过程，得到固有频率的不完全相似关系。采用几何平均数修正方法，得到振动响

6、应的不完全相似关系。最后分别借助Mauab和Ansys仿真验证相似关系的正确性，并进行模型试验，验证了所建立相似关系的正确性和可行性。关键词：薄壁圆柱壳；相似理论；方程分析法；动力学相似；相似关系．Ⅲ．万方数据东北大学硕士学位论文AbstractResearchofSimilarDynamicCharacteristicsofThinWalledCylindricalShellAbstractThinwalledcylindricalshellisonekindoftheimportantstructure，which

7、iswidelyusedinengineering．Thethin—walledcylindricalshellisalwaysundercomplexloading，SOalotofscholarsstudyonvibrationcharacteristicsofthin—walledcylindricalshellcomponenttoavoidorreducethevibrationresponse．Forlargesize，highmachiningprecisionandcomplicatedmachinin

8、gprocessthin-walledcylindricalshell，mostlywerestudiedbyanalyticalmethodsandsimulationmethodsSOfar,Butthesetwomethodshavetheirowninevitableshortcomings，becausealargenu