轴-艇耦合系统自由振动特性建模与分析

摘要：

为了探究水下航行器结构间的振动传递规律,本文基于能量变分原理,以梁-组合壳作为轴-艇耦合系统结构的简化,建立理论计算模型并对其自由振动特性进行分析.引入改进傅里叶级数构造梁结构及组合壳结构的位移函数,得到各自结构的动能和应变能;分别利用耦合弹簧组和边界弹簧组将结构之间的位移连续条件和边界约束条件转换为对应的耦合弹簧势能;对系统能量泛函进行变分求解,得到耦合系统的固有频率及模态振型.通过与有限元软件的对比,验证了本文计算模型的准确性,并对不同壳体边界条件下耦合系统固有频率变化规律进行计算分析.研究结果表明:耦合系统低频段存在解耦模式,振动模态可等效于刚体结构上的多跨梁弯曲振动;壳体边界约束增强会导致耦合系统大部分固有频率随之增大并最终趋于稳定,但不会对解耦模式的固有频率产生影响.

关键词：水下航行器、轴-艇耦合系统、自由振动特性、能量变分原理、改进傅里叶级数、固有频率、模态振型、边界约束

所属期刊栏目：44

分类号：O327(振动理论)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中央高校基金科研业务费资助项目

在线出版日期：2023-06-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：953-961