局部减薄缺陷圆柱壳受迫振动分析的辛方法

来源：计算力学学报杂志2025年第2期北京时间：

作者：贾菊芳,温保岗,渠广众,张全全,孙家斌

单位：大连工业大学 机械工程与自动化学院, 大连 116034,大连理工大学 工程力学系 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024,大连工业大学 机械工程与自动化学院, 大连 116034,大连理工大学 工程力学系 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 工程力学系 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 工程力学系 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024

摘要：由于腐蚀等因素的作用,常会使压力容器和管道等圆柱壳结构的局部厚度有所减薄。局部减薄型缺陷是一种常见的体积型缺陷,此类结构不可避免地会受到外界激励而产生共振、失稳等现象,因此,含局部减薄缺陷圆柱壳的动力学响应解析分析对该类结构的安全评估具有重要理论意义。现有的解析方法多为半逆法,需要事先假定试函数,而对于局部减薄圆柱壳模型,该试函数难以构造。为解决上述问题,本文将辛方法引入含局部减薄缺陷的圆柱壳模型的受迫振动分析中,基于Reissner壳体理论建立了该类结构在哈密顿体系下的理论模型,将拉格朗日体系下的高阶偏微分方程简化为哈密顿体系下的低阶常微分方程组。随后,借助于辛共轭正交关系和辛本征解叠加法,进一步将该微分方程组转化为代数方程组进行求解,从而获得原问题的解析解。数值算例验证了本文提出方法的有效性和精确性,并揭示了缺陷几何参数、阻尼因子等关键因素对圆柱壳受迫振动稳态位移响应的影响。

关键词：圆柱壳,局部减薄缺陷,受迫振动,稳态响应,辛方法,

基金资助：辽宁省科技计划联合计划(自然科学基金-博士科研启动项目)(2024-BSLH-027);辽宁省属本科高校基本科研业务费专项资金(LJBKY2024033);大连市科技创新基金(2018J11CY005)资助项目.