噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (5): 46-52.

• 振动理论与数值解法 • 上一篇    下一篇

任意边界下硬涂层变厚度薄壁圆柱壳固有振动特性研究

常宇枫1，王宇1，贾小羽1，王鹏1，谷月2   

  1. ( 1. 辽宁科技大学机械工程与自动化学院，辽宁鞍山114051；
    2. 辽宁科技大学理学院，辽宁鞍山114051 )
  • 收稿日期:2024-02-21 修回日期:2024-07-01 出版日期:2025-10-18 发布日期:2025-10-13

Natural Vibration Characteristics of Hard-coating Thin-walled Cylindrical Shells with Variable Thickness under Arbitrary Boundaries

  • Received:2024-02-21 Revised:2024-07-01 Online:2025-10-18 Published:2025-10-13

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摘要： 基于Rayleigh-Ritz法分析任意边界条件下硬涂层阻尼变厚度薄壁圆柱壳的固有振动特性。首先，采用傅里叶级数展开式将变厚度圆柱壳的基体厚度展开为一个统一的厚度变化函数；其次，利用人工弹簧技术模拟任意边界条件,并采用Flügge 壳理论建立硬涂层变厚度薄壁圆柱壳的动力学模型；最后，推导Lagrange 动力学能量泛函方程，求解得到壳体的固有频率和模态损耗因子。通过与现有文献和有限元仿真结果对比，验证方法的有效性。研究表明，平动弹簧对壳体的固有频率影响较大；固有频率在5 种边界条件下随周向波数的升高呈现出先减小后增大的趋势，E1-E1边界条件对模态损耗因子的影响最大；硬涂层的厚度和杨氏模量会影响壳体的固有频率和模态损耗因子。

关键词: 振动与波, 变厚度薄壁圆柱壳, 硬涂层阻尼, 任意边界条件, Rayleigh-Ritz法, 振动特性