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1、工 学 硕 士 学 位 论 文高 速 飞 行 器 典 型 板 式 结 构 统 计 能 量 建 模及 试 验 研 究RESEARCH ON MODELING ANDEXPERIMENTATION OF TYPICAL PLATESTRUCTURES OF HIGH-SPEEDAIRCRAFT BY STATISTICAL ENERGYMETHOD林 联 达哈 尔 滨 工 业 大 学2011 年 6 月国 内 图 书 分 类 号 ： TM631+.2 学 校 代 码 ： 10213国 际 图 书 分 类 号 ： 621.3 密 级 ： 公 开工 学 硕 士 学 位 论 文高 速 飞 行 器 典 型
2、 板 式 结 构 统 计 能 量 建 模及 试 验 研 究硕 士 研 究 生 ： 林 联 达导 师 ： 于 开 平 教 授申 请 学 位：工 学 硕 士学 科 、 专 业：一 般 力 学 与 力 学 基 础所 在 单 位：航 天 学 院 航 天 工 程 与 力 学 系答 辩 日 期： 2011 年 6 月 24 日授 予 学 位 单 位 ： 哈 尔 滨 工 业 大 学Classified Index： TM631+.2U.D.C.： 621.3Dissertation for the Master Degree in EngineeringRESEARCH ON MODELING ANDEXP
3、ERIMENTATION OF TYPICAL PLATESTRUCTURES OF HIGH-SPEEDAIRCRAFT BY STATISTICAL ENERGYMETHODCandidate： Lin LiandaSupervisor： Prof. Yu KaipingAcademic Degree Applied for： Master of EngineeringSpeciality： General Mechanics andFoundation of MechanicsAffiliation： Department of AerospaceEngineering and Mech
4、anics,School of AstronauticsDate of Defence： June, 2010Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology哈 尔 滨 工 业 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文摘 要板 以 及 板 的 组 合 结 构 是 机 械 、 航 天 等 工 程 领 域 中 的 最 为 常 见 结 构 形 式 。 为了 进 一 步 改 善 等 厚 度 薄 板 的 力 学 和 声 学 性 能 ， 充 分 利 用 材 料 ， 减 轻 结 构 的 重 量 ，通 常 的 做 法 是 在 板 上 进
5、行 加 筋 或 者 采 用 变 厚 度 板 。 加 筋 板 是 一 种 可 设 计 结 构 ，通 过 调 整 板 上 加 强 筋 的 间 距 或 者 尺 寸 可 以 最 大 限 度 的 满 足 结 构 设 计 中 力 学 和 声学 等 方 面 的 要 求 。 类 似 的 通 过 改 变 变 厚 度 板 的 厚 度 变 化 也 能 达 到 同 样 的 效 果 。因 而 研 究 加 筋 板 以 及 变 截 面 板 的 动 态 特 性 具 有 重 要 的 意 义 。 目 前 为 止 ， 研 究 加筋 板 的 方 法 很 多 ， 如 Rayleigh-Ritz 法 、 模 态 叠 加 法 、 有 限
6、元 法 等 。本 文 从 统 计 能 量 分 析 的 角 度 主 要 分 析 了 加 筋 板 和 变 截 面 板（ 主 要 是 楔 形 板 ）的 中 高 频 力 学 特 性 。 首 先 深 入 探 讨 了 统 计 能 量 分 析 的 基 本 概 念 与 原 理 ， 以 及 统计 能 量 分 析 方 法 的 优 点 与 不 足 ， 然 后 分 析 了 梁 和 板 的 统 计 能 量 特 性 。 接 着 分 析了 楔 形 板 在 统 计 能 量 意 义 上 不 规 则 性 ， 这 给 楔 形 板 统 计 能 量 建 模 、 中 高 频 动 响应 分 析 带 来 了 很 大 的 困 难 。 为 此
7、本 文 研 究 了 厚 度 只 沿 一 个 方 向 线 性 变 化 的 变 截面 板 ， 也 就 是 楔 形 板 的 等 效 建 模 方 法 ， 并 用 实 验 验 证 了 该 等 效 方 法 的 合 理 性 。加 筋 板 的 加 强 筋 尺 寸 、 加 筋 间 距 、 加 强 筋 的 类 型 等 对 加 筋 板 结 构 的 影 响 都比 较 大 。 为 此 ， 本 文 分 别 研 究 了 上 述 各 个 因 素 对 加 筋 板 性 能 的 影 响 ， 并 发 现 对加 筋 尺 寸 、 加 筋 间 距 、 加 筋 类 型 等 结 构 的 主 要 参 数 进 行 适 当 的 调 整 能 够 有
8、效 的改 善 加 筋 板 的 力 学 性 能 。并 且 分 别 对 正 交 密 加 筋 和 蜂 窝 密 加 筋 结 构 展 开 了 研 究 ，提 出 了 用 正 交 各 向 异 性 板 来 对 密 加 筋 层 的 进 行 等 效 分 析 。 并 进 行 了 仿 真 分 析 发现 蜂 窝 密 加 筋 比 正 交 密 加 筋 具 有 更 加 良 好 的 减 振 降 噪 能 力 。关 键 词 ： 统 计 能 量 分 析 ； 加 筋 板 ； 楔 形 板-I-哈 尔 滨 工 业 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文AbstractPlates and structures made of plates
9、 are commonly used in the field ofmechanism and aerospace field. Comment measures is to apply stiffener or applythin-varying plates so as to improve mechanical and acoustic performance of platesfarther, make better use of materials and lighten the structures. Stiffened plates is akind of programmabl
10、e structure, it is easy to meet needs of mechanics and acousticsby adjusting size or distance of stiffener. Simlarly, we can adjust angles of cunealplates to make it. As a result, it is of great meaning to study on dynamicperformance of stiffened plates and thickness-varying plates. So far, there ar
11、e manyways to study on stiffened plates and thickness-varying plates, such asRayleigh-Ritz energy method， modal decomposition method and finite elementmethod.This thesis mainly investigates on mechanical performance of stiffened platesand thickness-varying plates across high frequency range. Firstly
12、 this thesisinvestigate on basic concept and principle of Statistical Energy Analysis (SEA),also excellence and shortage of SEA are investigated. Secondly, this thesis researchon characteristic of beams and plates from SEA aspect. As a result of scrambling ofthickness-varying plates, it becomes diff
13、icult to model and analyze this kind ofplates across high frequency. This thesis also study on equivalent modeling ofthickness-varying plates, and experiment is made to approve it.Size, distance and type of stiffener influences stiffen plates a lot. This thesisseparately study on the influence of th
14、e above-mentioned factor. And find thatadjusting size, distance or type of stiffener will efficaciously improve mechanicalperformance of stiffened plates. Whats more, this thesis research on denselyalveolate stiffened plates and densely orthotropic stiffened plates, bringing forwardthat using orthot
15、ropic different plates to equivalently analyze them. By simulation,its found that densely alveolate stiffened plates behave better than denselyorthotropic stiffened plates on aspect of damping.Keywords: Statistical Energy Analyze, Stiffened skin, cuneal plate-II-哈 尔 滨 工 业 大 学 工 学 硕 士 学 位 论 文目 录摘 要 . IAbstract . II第 1 章 绪 论 . 11.1 课 题 来 源 . 11.2 课 题 的 目 的 、 意 义 和 背 景 . 11.3 国 内 外 研 究 现 状 .
