薄壁圆柱壳是一种具有优良力学性能的空间曲面结构,被广泛应用于生产生活中。管壳受到外部激励时会产生振动及噪声,长期的振动冲击容易导致结构损伤,因此研究管壳的振动响应特性,对损伤的检测和评估具有重要意义。针对上述问题,本文对薄壁圆柱壳的振动特性进行研究,通过分析裂纹管壳的振动位移响应特性,提出了基于位移幅值特性的损伤识别方法,主要工作及成果如下:(1)基于Flügge壳体理论建立了薄壁管壳自由振动方程,以波传播方法进行研究,对耦合系统特征方程系数进行修正,推导得到了关于系统特征方程系数的六次代数方程和八次代数方程,通过求解六次代数方程得到管壳各阶耦合模态下的固有频率,与有限元法及其它文献的计算结果进行比较验证了理论计算的可靠性,并进一步给出了管壳几何参数与各阶模态下管壳固有频率的关系。通过求解八次代数方程得到管壳无量纲轴向特征波数,分析了管壳前几阶周向模态下的频散特性,其中详细讨论了传播波的频散特性,给出了在各阶周向模态下三支传播波的波传播特性,结果表明:衰减驻波只会在相对低频段出现,随着无量纲频率的升高,管壳系统最终都会含有三支传播波和一支近场波,且三支传播波分别反映其弯曲、扭转和拉伸特性。(2)将周向余弦分布激励作为外部激励源,采用傅里叶变换的方法将系统特征方程变换到波数域进行求解,根据留数定理将无限域的积分问题转化求特征根问题,得到了薄壁圆柱壳受迫振动位移响应的具体表达式。对不同周向模态下薄壁管壳的位移响应幅值特性进行分析,得到了呼吸模态下管壳轴向和径向位移的解耦特性。并进一步研究了薄壁圆柱壳的无量纲输入功率流特性,得到了无量纲输入功率流在频域的波动规律及其峰值位置分布。(3)基于兰金涡模型,结合赫姆霍兹的求解方法求解得到旋涡贯穿的临界条件,并基于流固耦合理论对管壳模型进行修正。建立相应的流固耦合模型,分析了旋涡冲击下,不同管径下管壳的受迫振动响应特性,结果表明:管壳振动信号的突变特征与旋涡的临界贯穿状态相关。(4)基于线弹簧理论分析了直裂纹对管壳局部刚度的影响,以及位移在裂纹处的不连续性,建立相应的含直裂纹管有限元模型,对不同裂纹参数下的裂纹管壳进行模态分析,给出了管壳前三阶固有频率与裂纹参数之间的变化关系。以周向均匀分布激励作为裂纹管壳的外部激励源,研究了裂纹管壳的受迫振动响应,对比分析了应力波在完善管壳和裂纹管壳上的传播方式,以及管壳轴向、周向和径向三个方向的位移响应的规律,详细分析了径向位移响应特性与裂纹周向位置之间的关系,最后根据裂纹管壳的固有频率特性和径向位移幅值特性对裂纹的周向位置、轴向位置、相对深度进行有效识别。研究成果可为薄壁管壳振动和损伤识别相关研究提供技术支持。