【摘 要】
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为了更好的利用板壳结构的气动弹性特性,本文对开口圆柱壳以及三角形夹芯板的气动弹性稳定性进行研究。 根据唐纳尔简化理论,建立单侧亚音速气流作用下四边简支开口圆柱壳模
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为了更好的利用板壳结构的气动弹性特性,本文对开口圆柱壳以及三角形夹芯板的气动弹性稳定性进行研究。 根据唐纳尔简化理论,建立单侧亚音速气流作用下四边简支开口圆柱壳模型,推导出其亚音速气流作用下的运动微分方程。采用Galerkin离散的方法,通过假设模态法将物理坐标转化为模态坐标,即将偏微分方程离散成常微分方程组,之后对常微分方程组进行积分计算。通过求解其固有频率来讨论开口圆柱壳结构的气动弹性特性。 采用有限元分析软件ANSYS建立四边简支开口圆柱壳模型。采用CFD/CSD双向流固耦合方法,计算其在单侧亚音速气流(理论计算的临界失稳速度)作用下结构的响应,并与理论计算结果进行对比,计算结果吻合较好。同时考虑悬臂开口圆柱壳模型,计算其自由端中点的时域响应。对其进行加肋处理,计算加肋后结构的时域响应,并与不加肋悬臂开口圆柱壳进行对比。计算简支、固支等不同边界条件下开口圆柱壳中点处的时域响应,分析不同的边界条件对结构气动弹性特性的影响。 计算悬臂三角形夹芯板自由端中点以及角点的响应,同时计算与其等长、等宽、等体积的悬臂板自由端中点的时域响应,并与三角形夹芯板进行对比,分析三角形夹芯板相对于平板在气动弹性稳定性方面的优越性。之后计算四边简支、四边固支等不同边界条件以及不同材料对三角形夹芯板气动弹性特性的影响。 本文采用CFD/CSD软件计算板壳结构的结果与理论值相互验证,并且采用软件对复杂夹芯板的气动弹性问题进行了分析,拓宽了CFD/CSD软件的应用领域。本文研究可为亚音速气流作用下板壳结构提供设计思路。通过对不同材料及结构参数的研究,对板壳结构的颤振问题进行理论探索。
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