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薄壁圆柱壳是一种重要的结构件之一,在工程实际中应用广泛。薄壁圆柱壳构件受到复杂载荷的作用,因此大量学者对薄壁圆柱壳构件进行振动特性研究,从而避免产生或减小振动响应。目前对于大尺寸、加工精度高、加工工艺复杂的薄壁圆柱壳的研究,大多采用解析法和模拟仿真方法,但这两种方法都有各自不可避免的弊端,但是大量进行原型试验不但费时费力而且成本过高。因此,如果能运用模型试验,采用模型试验来预测原型构件的振动特性,不但减少耗材、降低加工工艺难度,而且简化试验过程,大幅度降低实验周期,从而促进对薄壁圆柱壳的动力学研究的发展。 针对薄壁圆柱壳构件的相似动力学特性问题,本文采用方程分析法,根据薄壁圆柱壳的振动微分方程和谐响应位移方程,推导出薄壁圆柱壳固有频率和振动响应的完全相似关系以及不完全相似关系。在此基础上开展研究,本文主要研究内容如下: 本文首先介绍了薄壁圆柱壳相似动力学特性研究的背景,国内外发展现状,论述了建立圆柱壳畸变模型的意义和研究现状,以及目前对于圆柱相似模型试验的国内外研究现状。基于Love理论,推导出薄壁圆柱壳的振动方程和响应位移方程。以方程分析理论为基础,分别得到薄壁圆柱壳固有频率和振动响应的完全相似关系。采用过渡模型的方法简化计算过程,得到固有频率的不完全相似关系。采用几何平均数修正方法,得到振动响应的不完全相似关系。最后分别借助Matlab和Ansys仿真验证相似关系的正确性,并进行模型试验,验证了所建立相似关系的正确性和可行性。