波传播法求解低频激励下水中加端板圆柱壳的振动

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1、波传播法求解低频激励下水中加端板圆柱壳的振动作者简介：陈美霞，女，1975.10--，华中科技大学船舶与海洋工程学院副教授。通讯作者：张聪，女，1986.06--，华中科技大学船舶与海洋工程学院博士生。zc_celia@163.com收稿日期：修订日期：基金项目：国家自然科学基金资助项目（编号51179071）中央高校基本科研业务费HUST（编号2012QN056）陈美霞，张聪，邓乃旗，魏建辉，谢坤（华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北省武汉市邮编430074）摘要文章采用波传播法研究了低频下水中壳体的振动与响应。水中壳体由有限长加流体

2、载荷的圆柱壳和两端的圆形端板组成，其中外部流体载荷用无限长模型进行近似处理。为了模拟推动系统的激励及船体上某一点激励，文中分别考虑了不同位置的轴向载荷和径向载荷，讨论了单个周向模态下的位移在总位移中的比重。文中主要研究了四种载荷，即作用在端板中心的轴对称载荷、作用在端板与圆柱连接处的轴向载荷、作用在连接处的径向载荷和作用在壳体中间的径向载荷，比较得出了轴对称和非轴对称、同一点不同方向载荷、同一方向不同位置载荷的响应位移的不同。此外，文章研究了两端端板对不同载荷下水中壳体响应的影响，得出了端板主要抑制了壳体的较高阶模态下径向位移的结论。

3、文中解析法结果与有限元法结果进行了比较，验证了该方法的正确性。关键词:波传播法；水下圆柱壳；端板；轴对称载荷；非轴对称载荷中图分类号：U661.44文献标识码：AAnalysisofthelowfrequencyvibrationofasubmergedcylindricalshellwithendplatesbasedonwavepropagationapproachChenMei-xia,ZhangCong,WeiJian-hui,DengNai-qi,XieKun(HuazhongUniversityofScienceandTe

4、chnology,SchoolofNavalArchitectureandOceanEngineering,Wuhan,430074)AbstractThelowfrequencydynamicresponsesofasubmergedhullarepresented.Thesolutionsareintheformofawavetravellingintheaxialdirection.Thesubmergedhullismodelledasafinitefluid-loadedcylindricalshellclosedateac

5、hendbycircularplates.Theexternalpressureactingonthehullduetothefluidloadingisanalyticallycalculatedusinganinfinitemodel.Axialandradialexcitationssetatthedifferentplacesofthehullareconsideredtosimulateexcitationfromthepropulsionsystemandtheexcitationatonepointinthemiddle

6、oftheshell.Fourcasesofexcitationsarediscussedindetails,correspondingtoaxialexcitationatthecentreoftheendplate,axialexcitationattheedgeoftheendplate,radialexcitationattheedgeoftheendplateandradialexcitationatthemiddleofthecylindricalshell.Thecontributionsfromtheindividua

7、lcircumferentialmodesonthehullstructuralresponsesarestudied.Resultsarepresentedbycomparingthefrequencydynamicresponsesofshellunderaxi-symmetricexcitationswithasymmetricexcitations,twoexcitationsindifferentdirectionsbutatthesamepoint,twoexcitationsatdifferentpointsbutint

8、hesamedirection.Theeffectsofendplatesindifferentcasesarealsodiscussed.Itwasshownthattheendplatesmainlydecrease