薄板热弹耦合的振动分析

基于分级思想的高温环境结构动力学模型修正

分析。另外对于超高音速飞行器的防热层的热振动与热颤振这类问题在国外也研究较为广泛Ｊ。戴德成
条件，如，温环境会使材料产生软化，结构连接例高对问隙产生影响。这种连接间隙有可能因高温环境而产生卡死或松弛的状态，这种改变又非常难以通过试而验加以衡量。对结构动力学建模来说，连接问隙的改变引起的边界条件变化，际上使分析问题变成了一实
方法的有效性。
关键词：高温；型修正；模全局近似函数；动力学
中图分类号：００３２文献标识码：Ａ
Ｓｔｕｃｕａｎｍｉｏｅｄａｉｇｉｉｈ－ｅｐｅａｕｒｒｔｒｌｄｙａｃｍｄｌｕｐｔｎｎｈｇｔｍｒｔｅ
Ｔｅｒｓｌｓｎｈｓｎｗｍｅｈｄｗｒｏａｅｉｈｓｂａｎｄｕｉｇｔｅｔａｉｏａｄｌｕｄｔｇｍｅｈｄ．Ｔｅｈｅｕｔｕｉｇｔｉｅｔｏｅｅｃｍｐｒｄｗｔｔｏｅｏｔｉｅｓｎｈｒｄｔｎｌｍｏｅｐａｉｔｏｓｈｓｈｉｎｃｍｐｒｓｎｓｏｄｔａｅｐｏｏｅｔｏａｉｎｆａｔｍｐｏｅｔｅｍｏｅｐａｉｇｅｆｉｎｙａｄｐｅｉｉｎｏａｉｈｗｅｈｔｈｒｐｓｄｍｅｈｄｃｎｓｇｉｃｎｌｉｒｖｈｄｌｕｄｔｆｃｅｃｎｒｃｓｏ．ｏｔｉｙｎｉ

层合板的热致振动的有限元分析(最终定稿)

考虑辐射散热的叠层板热诱发振动的有限元分析赵寿根1) 王静涛1) 黎康2)刘一武2)1) 北京航空航天大学航空科学与工程学院, 北京1001912) 北京控制工程研究所, 北京100080Finite Element Method Analysis of Thermally Induced Vibration of Laminated Plates ConsideringRadiationZhao Shougen1), Wang Jingtao1), Li Kang2), Liu Yiwu2)(1. School of aeronautic science and technology, Beijing University of aeronautics and astronautics, Beijing100191, China)(2. Beijing institute of control engineering, Beijing 100080, China)摘要：本文通过在叠层板单层厚度方向上布置温度线的方法求解了考虑辐射散热边界条件下的叠层板的瞬态温度场；在此基础上利用考虑剪切效应的高阶板位移场建立板振动的有限元方程，分析了叠层板的热诱发振动问题；通过算例与ANSYS三维耦合单元（SOLID5）结果对比表明本文提出的计算模型和方法具有很好的计算效率和精度。

关键词：叠层板；辐射散热；热致振动；高阶位移场；有限单元法Abstract: Transient temperature field of laminated plates which considering radiation is analyzed by laying temperature lines in every layer in this paper. Finite element equations are established by using high-order displacement field which considering shear effect after the temperature analysis. Then thermally induced vibration of laminated plates is illustrated by solving the finite element equation with numerical method. It shows that the methods which proposed in this paper have a better precision and more efficiency by comparing with numerical results of ANSYS by using 3-D coupled element (SOLID5).Keyword: laminated plate; radiation; thermally induced vibration; high-order displacement field; FEM0．引言近年来，航天器结构周期性进出阴影区和日照区，其柔性附件结构内部的瞬态温度梯度导致的结构振动成为影响航天器附件正常工作的重要因素。

热环境下飞行器壁板的振动疲劳分析

热环境下飞行器壁板的振动疲劳分析刘文光;严铖;郭隆清;贺红林【摘要】According to the vibration fatigue problem of hypersonic aircraft under the thermal-mechanical environment, impacts of the temperature change on vibration properties and fatigue life of aircraft panel are studied. Firstly, the temperature field and stress field are obtained by analyzing three dimension transient coupling thermal conduct and thermal stress. Then, impacts of the temperature and stress and theirs coupling on panel’ s vibration mode and fatigue life are discussed. During the analysis, the stiffness of panel material influenced by the temperature is considered. Initial stress additional stiffness matrix caused by thermal stress and initial displacement stiffness matrix caused by thermal strain are introduced. Results indicate that different modes the panel are going to be decreased because the performance is worsen by the action of temperature. Impactsof temperature grade on vibration mode are obvious. The vibration fatigue life is shortened because of the coupling effect.%针对高超声速飞行器热力环境引起的壁板振动疲劳问题，旨在研究温度变化对壁板结构振动特性及疲劳寿命的影响。

薄壁圆盘工件的动力学分析及振动感知

A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirementsfor the Degree for the Master of EngineeringDynamic Analysis and Vibration Sensing of Thin-Wall Annular WorkpieceCandidate : Liu WuguangMajor : Mechatronic EngineeringSupervisor : Prof. Lee Kok-MengAssoc. Prof. Guo JiajieHuazhong University of Science & TechnologyWuhan , Hubei 430074, P.R.ChinaMay, 2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、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电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

保密□，在年解密后适用本授权书。

本论文属于不保密□。

（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要薄壁零部件（如航空发动机压气机盘）在加工时易受装夹力、切削力等因素影响，时空分布的工件变形和振动会导致加工质量和精度降低。

薄板结构开裂特征声-振响应的实验研究

薄板结构开裂特征声-振响应的实验研究郝晓克;陈恒;卢奂采;龚健;潘春舟【摘要】通过对薄板的振动及近场声场的测量探讨不同开裂特征对薄板结构的振动特性及近场声场响应的影响.首先对具有不同开裂形状、尺寸、位置的薄板结构进行了模态仿真计算,得到理论模态振型.然后通过激光测振仪进行振动实验,实验分析开裂薄板的结构模态,同时布置传声器列阵测量近场声压,通过近场声全息理论重构薄板表面声压分布.最后对比开裂薄板理论模态形状与实验测量结果,分析开裂特征对薄板结构的振动特性及近场声场响应的影响.分析结果表明开裂特征对薄板结构的固有频率和振型有明显影响,同时薄板的声响应跟薄板的振型密切相关.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2014(038)007【总页数】5页(P61-65)【关键词】结构模态;薄板结构;开裂特征【作者】郝晓克;陈恒;卢奂采;龚健;潘春舟【作者单位】浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,浙江杭州310014;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,浙江杭州310014;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,浙江杭州310014;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,浙江杭州310014;浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】TB52+21 引言结构损伤会引起结构刚度的降低，改变结构动力学特性，如结构的固有频率和振型的改变，从而影响结构对动载荷作用下的动力响应［1］。

开裂是薄板结构经常出现的损伤，它对结构的安全性和耐久性有严重的影响［2］。

模态分析是研究结构动力特性的一种方法，是一种结构系统辨别方法［3］。

通过对弹性结构进行振动模态分析，获得其模态特性，实现对该结构振动响应的预测。

通过对结构模态参数的识别，优化结构的设计。

耦合板结构振动波传递及能量分布可视化研究_李凯

2 结构振动声强基本理论
Pavic[14]给出了结构瞬态振动声强的时域平均表达式为：
zIx I zt z=-zzIy
zIz
z zz=z
z z zz z
σxx νx+τxy νy+τxz νz τyx νx+σyy νy+τyz νz τzx νx+τzy νy+σzz νz
筋板在外载荷作用下的输入振动功率流和传递振动功率流。周平和赵德有[6]基于动态刚度阵法计算了
加筋板在中高频区域内的振动能量比, 并通过与统计能量分析方法和有限元方法的计算结果比较,验
证了方法的可行性和高效性。伍先俊[7]从有限元动力方程推导出发，给出了节点频域复数力的表达式，
进而给出基于有限元动力分析的功率流计算方法，但计算处理过程比较复杂，不便于工程应用。谢基
能量传递和分布的可视化，证明了计算程序的实用性和创新性；同时初步讨论了不同激励频率对能量传递及分
布的影响，得到了一些有益的结论。振动波传递和分布可视化技术为进行合理优化的振动噪声控制提供了科学
的依据。
关键词：振动波；振动声强；可视化技术；能量分布；流线
中图分类号： O327
文献标识码： A
度和方向等重要信息，并且不依赖于边界条件。 [14-1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ]
等 [16]基于复模态理论，将外力和弯矩荷载引
入振动声强的理论表达式，利用有限元法计算了简支板的能量流分布情况。 Khun 等[17]探讨了不同外部
阻尼敷设位置及阻尼系数对振动能量传递路径的影响，并对离散螺栓连接板的振动声强传递特性进
摘要：利用振动声强及能量可视化技术研究板结构中振动波传递及分布特性。首先介绍了结构振动声强分量的

大范围运动下大挠度薄板振动的稳定性分析

ＬｕＪａｈａｉｉｎｕ，ＷａｇＦｉｎｅ
（ｃｏｌｆａＭＡｃｉｃｕｅａｄＯｅｎＥｇｅｒｇＪｎｓｎｖｒｔｆｃｎｅａｄＴｃｎｌｙＺｅａｇＪｎｓ１０３ＣｉａＳｈｏｖｒｈｔｔｒｎｃａｎｉｅｎ，ｉｇｕＵｉｅｉｏＳｉｃｅｈｏｏ，ｈ￣ｉｉｇｕ２２０，ｈｎ）ｏＮｅｎｉａｓｙｅｎｇｎａ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＮｏｌｅｒｄｎｍｉｄｌｏｅｉｌｅｔｎｕａｌｔｉｖｒｌｍｏｉｎｗｓｅｔｂｉｈｄｂｉｎｉａｙａｃｍｏｅｆｆｘｂｅｒｃａｇｌｒｐａｅｗｔｏｅａｌｔａｓａｌｅｙＲｔｎｌｈｏｓｚ
Ｖ１２ｏ５０．４Ｎ．０ｃ．００ｔ２１
大范围运动下大挠度薄板振动的稳定性分析
刘建华，王菲
（江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江２２０）１０３
摘
要：运用李兹法建立了四边简支的大挠度矩形薄板在作大范围运动时的非线性动力学模型，研究了该模型的一阶动
力学特性．立的一阶动力学模型的结果表明：建大挠度薄板作大范围运动时，沿，向的振动是线性的，ｚ向的振动Ｙ方沿方是非线性的．并且在此模型的基础上运用多尺度法，推导出四边简支薄板作加速直线运动时系统的振动方程，以该方程为基础，研究了系统振动的稳定性．结果表明：和ＡＡ：的取值不同，平衡点的稳定性也不同．关键词：大挠度薄板；大范围运动；非线性动力学；稳定性

广义热弹性理论下薄板的磁—热弹-压电热弹多场耦合研究

广义热弹性理论下薄板的磁—热弹-压电热弹多场耦合研究广义热弹性理论下薄板的磁—热弹/压电热弹多场耦合研究摘要：多场耦合现象是材料科学和工程领域中的重要研究方向之一。

本文以广义热弹性理论为基础，研究了薄板在磁场、温度变化和压电效应作用下的多场耦合行为。

通过数值模拟和实验验证，得出了薄板在不同工况下的力学响应和能量耗散特性，为实际材料在复杂工况下的设计和应用提供了理论依据。

1. 引言材料的热、磁、电特性在实际应用中往往不可避免地同时存在相互作用，产生复杂的多场耦合效应。

薄板作为一种重要的结构材料，在嵌入式电子器件、传感器和执行器等领域具有广泛的应用前景。

因此，如何研究和探索薄板在多场耦合作用下的力学行为和能量耗散规律，对于材料科学和工程领域的发展具有重要意义。

2. 广义热弹性理论与基本假设广义热弹性理论是研究材料在多场耦合作用下力学响应的一种重要工具。

在广义热弹性理论中，假设材料具有三个独立的热学位移，即热学压力、热学应变和热学旋度。

同时考虑材料的弹性和热学耗散行为，以及磁场和电场的作用，提出了广义热弹性方程的一般形式。

3. 薄板的磁—热弹多场耦合行为模型基于广义热弹性理论，建立了薄板在磁场、温度变化和压电效应作用下的多场耦合行为模型。

考虑到薄板在实际应用中的各种力学载荷和约束条件，将模型进行了合理简化，并通过数值模拟方法对其进行求解。

模型的数值计算结果与实验数据进行了对比，验证了模型的准确性和有效性。

4. 薄板的力学响应和能量耗散特性通过对薄板在多场耦合作用下的力学响应和能量耗散特性的研究，得到了以下结论。

首先，磁场、温度和压电效应对薄板的力学性能具有显著影响，可能导致弯曲、扭转和应变的变化。

其次，在多场耦合作用下，薄板的能量耗散程度较大，需要合理设计材料和结构以提高其使用寿命和稳定性。

5. 应用前景与展望研究表明，在广义热弹性理论的基础上探索薄板在磁—热弹/压电热弹多场耦合作用下的力学行为和能量耗散特性具有广阔的应用前景。