[发明专利]一种加筋结构体固有频率计算方法

说明书

本发明涉及一种加筋结构体固有频率计算方法，包括：步骤（1）：计算加筋结构体的应变能，所述加筋结构体为加筋板或加筋圆柱壳；步骤（2）：计算加筋结构体的惯性功；步骤（3）：根据所述加筋结构体的应变能和惯性功，基于最小势能理论得到加筋结构体的平衡方程和平衡条件；步骤（4）：基于所述加筋结构体的平衡方程和平衡条件，计算加筋结构体的固有频率。本发明能较为准确的模拟加强筋的固有频率特性，方便预测和调节结构的固有频率。

技术领域

本发明涉及加筋结构体固有频率计算技术领域，特别是涉及一种加筋结构体固有频率计算方法。

背景技术

对于加筋板或圆柱壳固有频率的计算方法，大体上主要分为解析法、数值法和实验法。

解析法针对的对象主要是两类，一类是无限大结构，一类是有限大结构。对于无限大结构主要的思路是通过傅里叶变化，将空间域转换到波数域，然后考虑周期函数的性质，运用无穷级数展开等方法处理振动控制方程进行求解，主要有波数法、无穷级数法；对于有限大结构主要研究方法有能量法、拉格朗日法、海姆霍子法等。

相比于解析法，数值法由于限制条件较少而更广泛地应用于工程实际，目前用来解决结构振动和噪声的数值方法非常多，主要有从离散单元的角度有限元法（FEM）、边界元法（BEM）和无限元法（IFEM），从能量的角度有统计能量法（SEA），混合方法的能量有限元（EFEA）和能量边界元法（EBEM），以及动态刚度阵法（DSMM）、模态分析法等。

振动试验是检验理论或仿真计算可靠性的有效方法，结构振动试验主要分为两种，一种是设备在工作环境下，测量设备和结构所存在的振动，对结构在工作环境下的振动指标进行考核；另一种是对设备或结构预施加某种激励，使其产生的相应振动响应，以研究设备或结构的动力学特性，进行振动机理研究。在瞬时脉冲激励下，用加速度传感器测量结构表面的加速度值并作快速傅里叶分析，对频谱图中各加速度峰值进行拾取处理和参数识别，就可以得到结构在低频段内的固有频率、振型，以及频响曲线（传递函数）。

目前解析法的公式较为复杂，求解起来输入参数较多，限制条件较多。数值法由于限制条件较少而更广泛地应用于工程实际，计算频率也涵盖低中高频以满足不同的工程需求。而振动试验是检验理论或仿真计算可靠性的主要方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种加筋结构体固有频率计算方法，能较为准确的模拟加强筋的固有频率特性，方便预测和调节结构的固有频率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种加筋结构体固有频率计算方法，包括：

步骤（1）：计算加筋结构体的应变能，所述加筋结构体为加筋板或加筋圆柱壳；

步骤（2）：计算加筋结构体的惯性功；

步骤（3）：根据所述加筋结构体的应变能和惯性功，基于最小势能理论得到加筋结构体的平衡方程和平衡条件；

步骤（4）：基于所述加筋结构体的平衡方程和平衡条件，计算加筋结构体的固有频率。

所述步骤（1）包括：

步骤（11）：计算无加强筋的各向同性结构体应变能；

步骤（12）：基于所述无加强筋的各向同性结构体应变能，分别计算N个平行轴加强筋的总应变能、N个平行轴加强筋的总应变能；

步骤（13）：将所述无加强筋的各向同性平板应变能、N个平行轴加强筋的总应变能、N个平行轴加强筋的总应变能相加得到加筋结构体的应变能。

所述步骤（11）中的无加强筋的各向同性结构体应变能公式为：，其中，表示杨氏模量，表示泊松比，表示结构体的长度，表示， 表示方向位移，表示，表示方向位移，表示方向位移，表示结构体的弯曲刚度且，表示加筋结构体的厚度，表示，表示，表示；