基于超梁降階模型的蒙皮加筋圓柱殼頻率分析

王文勝,程耿東,郝 鵬

(1.河南科技大學 土木工程學院 工程力學系，洛陽 471023；2.大連理工大學 工程力學系 工業裝備結構分析國家重點實驗室，大連 116023)

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基于超梁降階模型的蒙皮加筋圓柱殼頻率分析

王文勝1,程耿東2,郝 鵬2

(1.河南科技大學 土木工程學院 工程力學系，洛陽 471023；
2.大連理工大學 工程力學系 工業裝備結構分析國家重點實驗室，大連 116023)

在基于梁平截面假設的復雜結構動力模型降階方法基礎上，文章提出了建立梁超單元和超梁降階模型的方法。通過對比考慮剪切變形的Timoshenko梁單元剛度陣，給出了梁超單元剛度矩陣的修正方法，提高了超梁降階模型的計算精度。以蒙皮加筋圓柱殼為例，對比了超梁降階模型與幾種等效梁模型的頻率分析結果。結果表明，超梁降階模型建立方法靈活簡單，具有較高的計算精度，能夠為火箭結構動特性分析提供參考。

梁超單元；超梁降階模型；剪切變形；蒙皮加筋圓柱殼；頻率分析

0 引言

蒙皮加筋圓柱殼具有較高的剛度、較輕的重量等特性，被廣泛應用于運載火箭等結構。由于運載火箭結構的長細比較大，因此在工程研制中，經常采用梁模型來模擬復雜的火箭結構[1-4]。針對彎曲、扭轉和縱向的中低階振動模態的火箭結構頻率動特性分析，在火箭結構總體設計中具有十分重要的地位，它是載荷計算、姿態穩定性分析、POGO振動分析等工作的基礎，而選取合適的計算模型則是開展相關分析的前提。

近年來，隨著有限元分析軟件和計算機求解能力的快速發展，已經可進行全箭結構的三維動力學建模研究工作?！?br>