[發明專利]一種層合殼體動力學分析方法

在審

• 申請號: 201810011713.6
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN107992710A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 葉天貴;靳國永;楊傳猛;張春雨;張艷濤;陳明飛;師康康;薛亞強;周佳良
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種層合殼體動力學分析方法，其特征是：

(1)提取層合殼體子層的坐標、材料及邊界參數；

(2)應用改進傅里葉級數對子層底面和頂面位移進行求解域延展；

(3)以子層底面和頂面位移為基礎建立子層動力學位移場；

(4)基于三維彈性理論和罰函數建立子層能量泛函；

(5)由步驟(4)計算子層特征方程；

(6)以層合殼體各子層頂面和底面位移為接口重構其特征方程，求解所述特征方程輸出層合結構的動力學響應。

2.根據權利要求1所述的層合殼體動力學分析方法，其特征是所述應用改進傅里葉級數對子層底面和頂面位移進行求解域延展的具體表達式為：

其中，和分別代表子層底面和頂面的位移；k表示第k子層；M和N為面內展開階次；t為時間分量；和分別代表子層底面和頂面位移場的展開系數；和θ分別代表層合殼體在軸向和周向的坐標；和分別代表第m和n階改進傅里葉級數項；u、v和w分別為子層位移在軸向、周向和法向的分量；K指的是鋪層總數。

3.根據權利要求1所述的層合殼體動力學分析方法，其特征是所述以子層底面和頂面位移為基礎建立子層動力學位移場的具體表達式為：

其中，Γ_k代表第k子層動力學位移；z為層合殼體橫向坐標分量；z_k+1和z_k分別代表第k子層頂面和底面橫向坐標；h_k表示第k子層厚度；H_k為精度調節參數；為局部位移權數；T_j(z)＝cos[(j+1)cos^-1(z)]-cos[(j-1)cos^-1(z)]為局部位移的第j階橫向分量，j取1至H_k。

4.根據權利要求1所述的層合殼體動力學分析方法，其特征是所述基于三維彈性理論和罰函數建立子層能量泛函的具體表達式為：

Π_k＝T_ks+W_ks-U_ks-U_kp

其中，U_ks、T_ks、U_kp和W_ks分別為子層勢能、動能、邊界泛函和外力功；Π_k為子層能量泛函；ε_k為子層的應變向量；D_k為材料剛度系數矩陣；和r_θ為殼體主曲率半徑ρ_k為材料密度。和為子層在端的邊界系數，l＝0,l；和為子層θl端的邊界系數；f_θ和f_z為載荷。

5.根據權利要求1所述的層合殼體動力學分析方法，其特征是所述子層特征方程具體表達式為：

(K_k-ω²M_k)G_k＝F_k

其中，K_k為剛度矩陣；ω為頻率參數；M_k為質量矩陣；G_k為系數向量；F_k為載荷向量。