圆锥-圆柱-圆锥组合壳体自由振动分析：区域分解法

"基于区域分解的圆锥壳-圆柱壳-圆锥壳组合结构自由振动 (2012年)，瞿叶高等人发表于《振动与冲击》杂志第31卷第22期" 该研究主要关注的是圆锥壳-圆柱壳-圆锥壳(CCCS)组合结构的自由振动分析，这是在工程技术领域中的一个重要课题，特别是在航空航天和机械工程中，对复杂结构的振动特性有深入理解是设计和优化的关键。论文提出了一种新的分析方法，即分区广义变分和最小二乘加权残值区域分解法。 该方法首先将整体的组合结构分解为圆柱壳和圆锥壳两个子结构，为了更精确地捕捉高阶振动特性，这两个子结构进一步被细分为多个圆柱壳段和圆锥壳段。接下来，研究者采用了分区广义变分原理，结合最小二乘加权残值法，将各壳段间的界面位移和转角协调方程纳入到组合壳体的势能泛函中。这样，原本的振动分析问题转化为一个无约束的泛函变分问题，只需满足分区界面的位移和转角协调条件即可。 在数值处理上，圆柱壳段和圆锥壳段的位移变量的周向和轴向分量分别用Fourier级数和Chebyshev多项式展开。这种展开方式能够有效地处理壳体的几何非线性问题，提高计算的精度。 为了验证这种方法的可行性和准确性，研究人员将区域分解法计算得到的振动频率与商业有限元软件ANSYS的结果进行了比较，发现两者高度一致，这表明所提出的区域分解方法具有良好的收敛性和计算精度。 该论文的关键词包括：区域分解、分区广义变分、最小二乘加权残值、圆锥壳-圆柱壳-圆锥壳组合壳体以及自由振动。根据中图分类号TH212和TH213.3，可以判断这篇论文属于机械工程和动力学领域的深度研究，具有重要的理论和实际应用价值。文献标识码A则表明这是一篇原创性的学术研究文章。