【摘 要】
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薄壁组合壳体结构在诸多工程领域中有着广泛的应用,例如航空航天中的火箭、卫星,船舶制造中的火箭、鱼雷、潜艇等,可以将其简化为柱壳-锥壳、球壳-柱壳等组合结构。薄壁组合壳在实际工程应用中需要适应高温、高转速或动载荷等各种复杂多变的工作环境,极大地影响了其使用寿命。硬涂层阻尼因其具有独特的减振性能,近几年成为航空航天领域中的研究热点,为薄壁组合壳的共振抑制提供了新的思路。薄壁组合壳结构的振动行为比较复杂
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薄壁组合壳体结构在诸多工程领域中有着广泛的应用,例如航空航天中的火箭、卫星,船舶制造中的火箭、鱼雷、潜艇等,可以将其简化为柱壳-锥壳、球壳-柱壳等组合结构。薄壁组合壳在实际工程应用中需要适应高温、高转速或动载荷等各种复杂多变的工作环境,极大地影响了其使用寿命。硬涂层阻尼因其具有独特的减振性能,近几年成为航空航天领域中的研究热点,为薄壁组合壳的共振抑制提供了新的思路。薄壁组合壳结构的振动行为比较复杂,复杂工况条件下,易产生高阶共振等现象。因此,对硬涂层薄壁组合壳的高阶振动特性进行研究,为航空航天等领域中重要构件的设计和故障诊断提供重要的参考价值。本文以涂敷NiCoCrAlY+YSZ硬涂层的薄壁组合壳为研究对象,通过传递矩阵法和有限元法,对硬涂层薄壁组合壳及其子结构（硬涂层薄壁圆柱壳和硬涂层薄壁截锥壳）的高阶模态振动特性展开研究,并通过文献和有限元法进行验证,并对硬涂层薄壁组合壳振动特性的影响因素进行分析。论文主要完成以下几方面内容:（1）基于Love壳体理论和Viogt-Reuss等效原理,编写硬涂层薄壁圆柱壳的传递矩阵法程序,对简支-简支、固支-固支和固支-自由边界条件下的高阶振动特性展开研究,获得硬涂层薄壁圆柱壳的固有频率和模态振型,并通过文献和有限元法进行准确性验证。（2）基于Love壳体理论和Viogt-Reuss等效原理,以固支-固支、固支-自由和简支-简支边界条件下的硬涂层薄壁截锥壳为研究对象,利用传递矩阵法和有限元法对其高阶模态振动特性进行研究,得到固有频率和模态振型随周向波数和轴向半波数的变化规律,并通过文献验证计算结果的准确性。（3）考虑柱壳-锥壳连接处力与位移的匹配条件,结合硬涂层薄壁圆柱壳和硬涂层薄壁截锥壳的状态方程,确定固支-固支、柱壳端固支-锥壳端自由和简支-简支边界条件下硬涂层薄壁组合壳的传递矩阵表达式,基于Viogt-Reuss等效原理研究了硬涂层薄壁组合壳高阶振动特性的变化规律,分析硬涂层薄壁圆柱壳、硬涂层薄壁截锥壳与硬涂层薄壁组合壳之间固有特性的变化关系。（4）针对固支-固支边界条件下的硬涂层薄壁组合壳,通过改变硬涂层的材料参数、硬涂层薄壁圆柱壳的母线长和硬涂层薄壁截锥壳的半锥角,研究硬涂层材料参数和结构几何参数对硬涂层薄壁组合壳振动特性的影响。
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