弹性地基上随机失谐周期加固管的波动局部化特性研究

基于弹性地基上均匀管梁的横向波动微分方程,推导了周期加固管中各胞元的动态刚度矩阵,进而利用传递矩阵法建立了相邻胞元间的传递矩阵。将随机失谐参数引入到周期加固管中,根据Wolf算法,采用局部化因子计算了结构参数对弯曲波动局部化特性的影响。通过对周期加固管的一系列算例分析表明,弹性地基上的均匀管路存在一个临界频率,当波动频率小于该临界频率时,弯曲波的传播始终是衰减的。弹性地基可以抑制弯曲波动在特定频率范围内的传播。同时,几何尺寸变化和随机失谐对周期加固管路的频带特性和局部化程度影响不同,可以调整结构的尺寸或选择不同的变异系数来改变结构的波传播特性。最后,采用有限元模拟验证了所提出周期加固管波传播模型的正确性。

移动荷载对周期加固壳波传播的影响

基于Donnell-Mushtari薄壳理论,建立了均质壳体的轴对称径向波动微分方程,推导了周期加固壳在随荷载移动的动态坐标系下各胞元的动态刚度矩阵,进而利用传递矩阵法得到了相邻胞元间的传递矩阵,并计算了均质壳在移动荷载作用下的临界速度。根据Wolf算法,采用局部化因子分析了几何尺寸变化及其失谐对波传播及其局部化特性的影响。分析表明,与均质壳相比,周期加固壳扩展了临界速度值。结构的尺寸变化显著地影响速度通禁带的个数、宽度及其位置,可以通过调整结构的参数来改变波动的传播。失谐周期加固壳会出现波动局部化现象,随着失谐程度的增加,结构的波动局部化程度增强。分析结果对周期加固壳在移动荷载作用下的优化设计和振动控制研究提供了理论参考。