常曲率壳的能量辐射传递模型研究

来源：振动与冲击杂志2025年第9期北京时间：

作者：张宏宇，代成浩，黄进安，陈海波hbchen@hfut

单位：中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室， 合肥230027

摘要：本研究建立了常曲率壳结构的能量辐射传递模型，以预测高频径向点激励下结构的能量响应。基于Donnell-Mushtari薄壳理论推导了常曲率壳的振动控制方程，获得了波传播特性参数。利用驻项法近似求得了弯曲波输入功率辐射强度的方向函数。根据能量密度控制方程求得了能量密度和功率流强度的核函数。结构内部任一点的能量由实源产生的能量和边界虚源产生的能量叠加求得。数值算例计算了三种典型常曲率壳结构的能量响应，并与模态叠加法和振动传导法的计算结果进行了对比，验证了模型的准确性。最后讨论了频率、曲率半径及阻尼对常曲率壳结构能量响应的影响。结果表明，曲率半径和激励频率均会影响壳结构波传播特性和能量分布特征， 和 方向曲率半径差距越小，弯曲波传播的方向性越小；曲率半径越小，结构平均能量密度越大；频率越高，弯曲波传播的方向性越小，结构能量密度衰减速度越快。<br>

关键词：常曲率壳；Donnell-Mushtari理论;能量辐射传递模型；能量密度；高频振动