薄壁圆柱壳耦合结构动力学建模、分析与实验测试

本书在介绍薄壁圆柱壳结构动力学基本理论的基础上，对薄壁圆柱壳及其耦合结构的动力学建模方法、分析和实验方法等开展相关研究。主要内容包括圆柱壳结构动力学基本理论、线性边界圆柱壳结构的动力学特性、螺栓连接圆柱壳结构的动力学特性、圆板-圆柱壳耦合结构的振动特性、层合圆柱壳结构的振动特性及振动响应与控制、圆柱壳结构的振动实验测试等。
本书可以作为高等院校机械、力学等专业高年级本科生、研究生的参考书，也可供相关领域科研人员和工程技术人员参考。

前言
第1章绪论1
1.1圆柱壳结构振动研究的意义1
1.2圆柱壳结构振动的国内外研究现状3
1.2.1典型圆柱壳结构振动研究现状3
1.2.2圆柱壳耦合结构振动研究现状8
1.2.3层合圆柱壳结构振动研究现状10
1.2.4圆柱壳结构振动实验研究现状15
1.3本书的结构与内容17
第2章圆柱壳结构动力学基本理论19
2.1几何应力-应变关系19
2.2梁函数和位移容许函数21
2.2.1梁函数22
2.2.2修正傅里叶级数23
2.2.3正交多项式23
2.2.4切比雪夫多项式25
2.3圆柱壳坐标系的建立25
2.4能量方程与动力学建模方法27
2.5数值求解方法28
2.5.1纽马克法28
2.5.2增量谐波平衡法30
2.6本章小结32
第3章线性边界圆柱壳结构的动力学特性33
3.1经典边界圆柱壳结构的动力学特性33
3.1.1经典边界圆柱壳结构动力学模型的建立33
3.1.2经典边界圆柱壳结构固有特性的分析39
3.2一般边界圆柱壳结构的动力学特性41
3.2.1一般边界圆柱壳结构动力学模型的建立41
3.2.2一般边界圆柱壳结构固有特性的分析44
3.3旋转圆柱壳结构的旋转态问题分析48
3.3.1旋转圆柱壳结构动力学模型的建立49
3.3.2旋转圆柱壳结构动力学模型验证51
3.3.3数值计算与结果分析52
3.4静态圆柱壳结构的非线性振动问题分析54
3.4.1静态圆柱壳结构动力学模型的建立54
3.4.2静态圆柱壳结构动力学模型验证与收敛性分析56
3.4.3数值计算与结果分析57
3.5本章小结58
第4章螺栓连接圆柱壳结构的动力学特性60
4.1非连续线性连接条件下圆柱壳结构自由振动特性60
4.1.1非连续线性连接条件下圆柱壳结构动力学模型的建立60
4.1.2模型验证62
4.1.3数值计算与结果分析65
4.2非连续线性连接条件下双圆柱壳耦合结构自由振动特性79
4.2.1螺栓连接双圆柱壳耦合结构动力学模型的建立80
4.2.2模型验证81
4.2.3数值计算与结果分析83
4.3螺栓连接圆柱壳结构的振动特性及界面接触状态研究102
4.3.1螺栓连接圆柱壳结构动力学模型的建立103
4.3.2模型验证107
4.3.3数值计算与结果分析110
4.4考虑界面微滑移运动的螺栓-法兰连接圆柱壳结构振动特性118
4.4.1螺栓-法兰连接圆柱壳结构动力学模型的建立118
4.4.2模型验证125
4.4.3数值计算与结果分析126
4.5本章小结131
第5章圆板-圆柱壳耦合结构的振动特性134
5.1刚性轮盘-圆柱壳耦合结构自由振动特性134
5.1.1轮盘-鼓筒-转轴耦合系统动力学模型的建立134
5.1.2模型验证138
5.1.3轮盘-鼓筒-转轴耦合系统固有特性分析139
5.2基于几何非线性理论旋转态刚性轮盘-圆柱壳耦合结构振动响应特性148
5.2.1轮盘-鼓筒耦合结构动力学模型的建立148
5.2.2模型验证154
5.2.3轮盘-鼓筒耦合结构固有特性分析156
5.2.4轮盘-鼓筒耦合结构振动响应分析160
5.2.5轮盘-鼓筒耦合结构幅频特性分析166
5.3柔性轮盘-圆柱壳耦合结构自由振动特性172
5.3.1螺栓连接轮盘-鼓筒耦合结构动力学模型的建立173
5.3.2模型验证179
5.3.3数值计算与结果分析182
5.4本章小结191
第6章层合圆柱壳结构的振动特性194
6.1非连续边界复合材料层合圆柱壳结构自由振动分析194
6.1.1动力学模型194
6.1.2模型验证197
6.1.3数值计算与结果分析199
6.2弹性边界旋转态层合圆柱壳结构非线性振动特性分析208
6.2.1动力学模型208
6.2.2模型验证208
6.2.3数值计算与结果分析209
6.3局部层合结构圆柱壳的动力学特性分析213
6.3.1动力学模型213
6.3.2模型验证216
6.3.3数值计算与结果分析217
6.4本章小结224
第7章层合圆柱壳结构的振动响应与控制226
7.1弹性边界静态层合圆柱壳结构非线性振动特性分析226
7.1.1动力学模型建立226
7.1.2动力学模型验证、化简和收敛性分析227
7.1.3数值计算与结果分析230
7.2非连续弹性边界复合材料层合圆柱壳结构非线性振动特性分析233
7.2.1理论推导234
7.2.2模型验证234
7.2.3数值计算与结果分析236
7.3带有非连续压电层的层合圆柱壳结构振动控制及位置优化分析240
7.3.1理论推导241
7.3.2模型验证248
7.3.3压电层位置优化251
7.3.4应用和讨论255
7.4本章小结259
第8章圆柱壳结构的振动实验测试261
8.1圆柱壳结构模态测试原理及模态特性分析方法261
8.1.1圆柱壳结构模态测试原理261
8.1.2圆柱壳结构模态特性分析方法266
8.2整周约束圆柱壳结构的模态参数测试272
8.2.1整周约束圆柱壳结构设计272
8.2.2整周约束圆柱壳结构模态参数测试系统搭建273
8.2.3固有频率测试与验证278
8.2.4模态振型测试与验证281
8.2.5模态阻尼测试与验证286
8.3螺栓连接圆柱壳结构非线性振动测试291
8.3.1测试系统及测试方案292
8.3.2实验结果处理与分析294
8.4圆柱壳结构模态特性测试系统开发302
8.4.1测试系统的开发工具及开发原则303
8.4.2测试系统设计过程304
8.4.3测试系统基本流程305
8.4.4测试系统主要功能模块306
8.5本章小结319
参考文献322
附录334
附录A4.1.1节公式具体表达式334
附录B5.1.1节公式具体表达式336
附录C5.2.1节公式具体表达式340
附录D5.3.1节公式具体表达式343
附录E6.1.1节公式具体表达式347