硬涂层薄壁截锥壳固有特性相似关系的确定方法

基于Viogt-Reuss等效原理、方程分析法和敏感性分析,研究硬涂层薄壁截锥壳构件固有特性相似关系的确定方法。依据Love壳体理论建立硬涂层薄壁截锥壳的动力学平衡方程,引入方程分析法推导出硬涂层薄壁截锥壳的完全几何相似关系表达式,结合敏感性分析确定畸变相似关系表达式,采用有限元法验证硬涂层薄壁截锥壳相似关系式的准确性。研究结果表明,硬涂层薄壁截锥壳的相似关系与材料参数和几何参数有关,并且在不同阶数下畸变相似的表达式不同,模型的固有频率预测值和原型固有频率之间的最大误差为2.39%,为层合薄壁壳体构件固有特性的相似性设计与分析提供理论及技术支持。

不同边界条件薄壁截锥壳的高阶振动特性研究

采用传递矩阵法研究了不同边界条件下薄壁截锥壳的高阶振动特性。基于Love壳体理论建立薄壁截锥壳振动微分方程,根据薄壁截锥壳子段间的状态向量,通过传递矩阵法得出整体传递矩阵,并用高精度的精细积分法计算固有频率,通过文献和有限元法进行验证,并分析了薄壁截锥壳在不同边界条件下的高阶振动特性。结果表明,不同边界条件下,采用传递矩阵法计算高阶固有频率与有限元法的计算结果基本一致。当轴向半波数增加时,频率明显增大;随着周向波数的增加,频率先减小后增大。固支-固支和简支-简支边界下在m=1和n=7处得到最小频率,固支-自由边界下在m=1和n=6处得到最小频率,三种边界下最小频率值分别为400.1、325.6和226.1 Hz;边界条件约束越多,最低阶固有频率越大。