【摘 要】
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结构动力稳定性参数振动问题广泛存在于船舶工程、海洋工程和土木工程等诸多工程领域,但对其研究至今远未成熟。本文面向船舶与海洋工程中需求,围绕磁场中矩形薄板结构,以电磁场
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结构动力稳定性参数振动问题广泛存在于船舶工程、海洋工程和土木工程等诸多工程领域,但对其研究至今远未成熟。本文面向船舶与海洋工程中需求,围绕磁场中矩形薄板结构,以电磁场中电动力学、结构振动和稳定理论为基础,并运用有限元法对舰船在磁场中薄板结构磁弹性动力稳定性参数振动问题进行了基础性研究。本文的主要工作内容如下: 推导矩形薄板在横向磁场中的动力稳定性控制方程。将稳定性方程化简为Mathieu方程,并利用Mathieu方程周期T和周期2T的周期解条件来确定出结构动力不稳定区域边界。对四边简支矩形板进行计算分析,得到电磁和结构参数与薄板动力失稳临界状态之间的变化关系,并对计算结果及其变化规律进行了分析讨论,得到一些参考性结论。 基于Mindlin板理论,推导了四边形四结点板加膜单元的有限元列式,建立了磁场中薄板结构的有限元模型。通过编写Fortran程序对磁场中结构磁弹性动力稳定性问题进行了数值求解。结合结构动力不稳定区域的确定方法,给出了四边简支矩形薄板静力屈曲分析和模态分析。求解结构的弹性稳定性问题是确定给定载荷作用下,结构的临界载荷和相应的失稳形态。通过与有限元软件ANSYS进行对比,计算结果相差较小,验证了本文自编有限元法分析程序的正确性。最后通过算例分析讨论了静荷变化和加强筋对板的动力稳定性的影响。 本文对结构在磁场中参数振动问题进行了研究,可为船舶与海洋工程领域中改善结构共振和动力稳定性提供理论方面指导性帮助和新思路。
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