陈 忱，李天匀，朱 翔，陈浩森

(华中科技大学 船舶与海洋工程学院，湖北 武汉 430074)

环加筋圆柱壳在水下工程中被广泛使用，其临界载荷的大小关系到结构体的安全性，因此，大量学者对此进行了深入的研究。早期，Bijlaard［1］提出了研究临界载荷的几种方法:数值分析方法、试验法及理论解析法。数值分析方法建模工作量大、计算时间长;试验方法代价高、周期长。针对前两种方法的不足，近年来求解临界载荷的理论解析方法得到了广泛应用。Singer 等［2］利用振动频率特性预估失稳载荷的方法对加筋圆柱壳进行研究，发现在屈曲前高载荷处的频率急剧下降。王震鸣等［3］分别采用剪切变形理论和经典扁壳理论得到了加筋圆柱壳在受轴向、侧压及剪切作用力时的失稳临界载荷，并分析了两种理论下产生失稳临界载荷误差的原因。Raymond［4］揭示了固有频率平方与临界载荷的关系，并预测光壳临界载荷的上下限，为临界载荷无损预报方法打下了基础。

将环肋对壳体振动的影响参数和静水压力所产生的预应力计入到壳体振动方程中，研究静水压力和固液耦合系统固有频率的关系，进而利用这一关系得出给定边界条件、给定模态下环肋圆柱壳的临界载荷，实现水下环肋圆柱壳临界载荷的无损预报。

1 研究对象

以浸没在水中的流场-内环肋圆柱壳耦合系统为研究对象。假设圆柱壳体为薄壳，壳体厚度为h，中面半径为R，材料密度为ρs，弹性模量为E，泊松比为μ;环肋的间距为d，筋条的高度为a，宽度为b，环肋材料的弹性模量为E1，剪切模量为G1;流体密度为ρf，声传播速度为Cf;壳体所受的静水压力为P0，流体声载荷为Pf。……