芯材增强对夹层圆柱壳动力学性能影响的有限元分析
2012-02-13刘伟庆
振动与冲击 2012年6期
朱 波,周 叮,刘伟庆
(南京工业大学 土木工程学院,南京 210009)
随着复合材料制作工艺的改进和各项性能指标的不断提高,许多工程结构中的主要受力构件已用复合材料制造,复合材料应用于圆柱壳便是其中的典型范例。这些复合圆柱壳在使用期间,有可能会遭受外部冲击载荷的作用而出现共振和承载能力下降甚至破坏,因此复合圆柱壳的自由振动、冲击等动力学问题受到越来越多的关注。
圆柱壳的振动问题在工程实际中有着重要的应用,许多研究者对此问题进行过探讨。Leissa[1]对圆柱壳的振动问题有详细的评述。还有很多研究人员采用波动方法对圆柱壳进行了分析和研究,如:Wang[2]和Zhang[3]采用波动法研究了有限长圆柱壳的自振频率,并与有限元结果进行了比较。文献[4-5]使用解析法,根据Flügge壳体理论,分析了不同边界条件下正交各向异性圆柱壳的自由振动特性以及静水压力对其自振频率的影响,并讨论了材料特性和壳体几何参数变化对于自振频率的影响。
近来,复合材料圆柱壳的研究引起诸多关注,Lam等[6]采用四种不同的壳体理论分析了层合圆柱壳的固有频率。Zhao等[7]用能量法计算了纵横加筋复合圆柱壳的振动频率,着重讨论了加筋结构参数变化对振动的影响。同样采用能量法,肖汉林等[8]对两端简支复合材料纵横加筋圆柱壳的自由振动进行了理论研究,导出结构的动力控制方程,分别用平均法和离散法求解了圆柱壳的自振频率。……
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