多椭圆孔硬涂层薄壁圆柱壳的动力学建模及分析

来源：振动与冲击杂志2025年第12期北京时间：

作者：胡云彤，杨俊学，张月，魏德正，杨建yangjian@ustl

单位：1.辽宁科技大学机械工程与自动化学院，辽宁 鞍山114051；2.北华航天工业学院工业技术中心，河北 廊坊065000

摘要：针对多椭圆孔薄壁圆柱壳复合结构的动力学问题，本文提出了一种基于能量叠加原理的半解析建模方法。并结合Rayleigh-Ritz法、Love第一近似理论和第二类Chebyshev多项式，建立了多椭圆孔硬涂层薄壁圆柱壳复合结构自由振动的半解析模型。与实验固有频率的对比结果验证了该半解析模型的正确性和合理性。在此基础上，着重分析了开孔方案（包括轴长参数、轴向和周向开孔数）对结构振动与阻尼特性的影响规律。结果显示，与不开孔相比，开孔会导致固有频率下降，随着轴向开孔数的增加，固有频率呈现先下降后上升的趋势；随着椭圆轴长的增加，结构固有频率不断下降，且轴向开孔数越大，频率下降幅度越大；随着周向开孔数的增加，结构固有频率和模态损耗因子也均呈现出明显的下降趋势；但当周向均布孔数与周向波数成2倍关系时，结构固有频率均逐渐升高，模态损耗因子达到峰值。<br>

关键词：圆柱壳；硬涂层；多椭圆孔；能量叠加；半解析