薄壁圆锥壳畸变相似模型设计及几何区间确定方法

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.015

东北大学学报:自然科学版 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (11): 1600-1605.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2019.11.015

薄壁圆锥壳畸变相似模型设计及几何区间确定方法

罗忠^1,2，张永强¹，朱云鹏³，李朝帅²

(1. 东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819; 2. 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室，辽宁沈阳110819; 3. 英国谢菲尔德大学自动控制与系统工程学院，谢菲尔德S13JD英国)

收稿日期:2019-01-05 修回日期:2019-01-05 出版日期:2019-11-15 发布日期:2019-11-05
通讯作者: 罗忠
作者简介:罗忠(1978- )，男，内蒙古集宁人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(11872148，11572082)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N170308028，N160312001); 辽宁省高等学校优秀人才支持计划项目(LJQ2015038).

Design of Distortion Similar Model for Thin-Walled Conical Shell and Method for Determining Geometric Interval

LUO Zhong^1,2， ZHANG Yong-qiang¹， ZHU Yun-peng³， LI Chao-shuai²

1. School of Mechanical Engineering & Automation， Northeastern University， Shenyang 110819， China; 2. Key Laboratory of Vibration and Control of Aero-Propulsion System， Ministry of Education， Northeastern University， Shenyang 110819 China; 3. Department of Automatic Control and Systems Engineering， University of Sheffield， Sheffield S13JD， UK.

Received:2019-01-05 Revised:2019-01-05 Online:2019-11-15 Published:2019-11-05
Contact: LUO Zhong
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摘要/Abstract

摘要： 针对传统的相似模型设计方法、量纲分析法以及方程分析法在一些情况下使用的局限性，基于最小二乘法，通过过渡模型固有频率建立了薄壁圆锥壳的畸变相似关系式，并提出一种畸变模型适用区间确定的方法，基于模型与原型在固有特性相似(固有频率成比例映射关系，并且振型保持一致)时畸变模型尺寸适用区间的确定方法，利用多项式拟合，得到单一材料薄壁圆锥壳在不同阶次相似畸变模型几何结构适用区间的边界方程.最后通过试验验证，证明了推导畸变相似关系式的准确性，为薄壁圆锥壳结构试验模型动力学相似提供了理论依据.

关键词: 圆锥壳, 畸变模型, 动力学相似, 适用区间, 固有特性

Abstract: The distortion similarity relation of thin-walled conical shells was established by using the natural frequency of transition model based on least square method， aiming at the limitation of traditional similarity model design method， dimension analysis method and equation analysis method in some cases， a method for determining the applicable interval of distortion model was also proposed. The boundary equation of the applicable interval of geometric structure of a single material thin-walled conical shell with similar distortion model of different orders was obtained by polynomial fitting method， based on the method for determining the applicable interval of distortion model size when the model and prototype are similar in natural characteristics (natural frequencies are proportional mapping relationship， and mode shapes are consistent). The accuracy of derivation of distortion similarity relation is proved by experiment verification， which provides theoretical basis for dynamic similarity of thin-walled conical shell structure test model.

Key words: conical shell, distortion model, dynamic similitude, applicable interval, natural frequercy

中图分类号:

V214.3⁺3

罗忠，张永强，朱云鹏，李朝帅. 薄壁圆锥壳畸变相似模型设计及几何区间确定方法[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2019, 40(11): 1600-1605.

LUO Zhong， ZHANG Yong-qiang， ZHU Yun-peng， LI Chao-shuai. Design of Distortion Similar Model for Thin-Walled Conical Shell and Method for Determining Geometric Interval[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2019, 40(11): 1600-1605.

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薄壁圆锥壳畸变相似模型设计及几何区间确定方法

Design of Distortion Similar Model for Thin-Walled Conical Shell and Method for Determining Geometric Interval

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