本发明专利技术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。本发明专利技术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。和调节结构的固有频率。和调节结构的固有频率。
【技术实现步骤摘要】
一种加筋结构体固有频率计算方法
[0001]本专利技术涉及加筋结构体固有频率计算
，特别是涉及一种加筋结构体固有频率计算方法。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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）。
[0006]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。
技术实现思路
[0007]本专利技术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。
[0008]本专利技术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。
[0009]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。
[0010]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；当所述加筋结构体为加筋圆柱壳时，，表示加筋圆柱壳的半径；当所述加筋结构体为加筋板时，表示加筋板的宽度，。
[0011]所述步骤（12）中N个平行轴加强筋的总应变能的公式为： ，其中，表示轴方向上加强筋之间的间距，表示结构体的长度，表示方向加筋的弹性模量，表示方向梁截面的横截面积，表示，表示方向位移， 表示方向加强筋形心在结构体局部坐标系的坐标，表示，表示方向位移，，表示方向加强筋截面惯性矩，表示方向梁截面的扭转刚度，表示；当所述加筋结构体为加筋圆柱壳时，，表示加筋圆柱壳的半径；当所述加筋结构体为加筋板时，表示加筋板的宽度，。
[0012]所述步骤（12）中N个平行轴加强筋的总应变能的公式为： ，其中， 表示轴方向上加强筋之间的间距，表示结构体的长度，表示方向加筋的弹性模量， 表示
方向梁截面的横截面积，表示，表示方向位移，表示方向位移，表示方向加强筋形心在结构体局部坐标系的坐标，表示， ，为方向加强筋截面惯性矩， 表示方向梁截面的扭转刚度；当所述加筋结构体为加筋圆柱壳时，，表示加筋圆柱壳的半径；当所述加筋结构体为加筋板时，表示加筋板的宽度，。
[0013]当所述加筋结构体为加筋圆柱壳时，所述步骤（2）中加筋结构体的惯性功公式为： ，其中，表示结构体的长度，表示角频率，表示方向位移，表示将加强筋抹平之后所得等效面密度且，，和分别表示圆柱体、梁和圆环的质量密度，表示加筋结构体的厚度，表示方向梁截面的横截面积，表示轴方向上加强筋之间的间距，表示方向梁截面的横截面积，表示轴方向上加强筋之间的间距。
[0014]所述步骤（3）中加筋结构体的平衡方程公式为：其中，表示，表示，表示，表示，表示，表示，表示，表示，表示，表示，表示，表示，表示，表示，表示，表示，表示，表示，表示。
[0015]所述步骤（3）中加筋结构体的平衡条件公式为：
或；或；或；或；其中，表示，表示剪切模量。
[0016]当所述加筋结构体为加筋圆柱壳时，所述步骤（4）中筋结构体的固有频率公式为：当所述加筋结构体为加筋圆柱壳时，所述步骤（4）中筋结构体的固有频率公式为：其中，表示加筋结构体的面密度，表示第一整数，， ，表示第二整数，， ，表示曲率参数，。
[0017]当所述加筋结构体为加筋板时，所述步骤（4）中筋结构体的固有频率公式为：
其中，表示加筋结构体的面密度，表示第一整数，，表示第二整数，。
[0018]有益效果由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术通过求解动态平衡方程和边界条件得到加筋板或加筋圆柱壳的固有频率；本专利技术提供了一种加筋板和加筋圆柱壳的应变能和惯性功的求解方法；本专利技术能够根据最小势能得到加筋板和加筋圆柱壳的平衡方程；本专利技术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。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施方式的方法流程图；图2是本专利技术实施方式的在x方向和y方向上加筋正方形板的固有频率曲线图；图3是本专利技术实施方式的环型加筋圆柱壳的固有频率曲线图。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0021]本专利技术的实施方式涉及一种加筋结构体固有频率计算方法，请参阅图1，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本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种加筋结构体固有频率计算方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的加筋结构体固有频率计算方法，其特征在于，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。3.根据权利要求2所述的加筋结构体固有频率计算方法，其特征在于，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；当所述加筋结构体为加筋圆柱壳时，，表示加筋圆柱壳的半径；当所述加筋结构体为加筋板时，表示加筋板的宽度，。4.根据权利要求2所述的加筋结构体固有频率计算方法，其特征在于，所述步骤（12）中N个平行轴加强筋的总应变能的公式为： ，其中，表示轴方向上加强筋之间的间距，表示结构体的长度，表示方向加筋的弹性模量，表示方向梁截面的横截面积，表示，表示方向位移， 表示方向加强筋形心在结构体局部
坐标系的坐标，表示，表示方向位移，，表示方向加强筋截面惯性矩，表示方向梁截面的扭转刚度，表示；当所述加筋结构体为加筋圆柱壳时，，表示加筋圆柱壳的半径；当所述加筋结构体为加筋板时，表示加筋板的宽度，。5.根据权利要求2所述的加筋结构体固有频率计算方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志刚，韩洋，
申请(专利权)人：上海索辰信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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