不等间距加筋圆柱壳的振动局域化研究纪刚李宗威周其斗---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除------本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除------本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除------本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---摘要：对圆柱壳采取不等间距加筋配置将导致其振动在通频带局域化，从而可实现对圆柱壳结构振动进行控制。将加筋圆柱壳模型的振动等效为耦合振子链的振动，利用耦合振子链的无序局域化因子理论公式定量预报不等间距加筋圆柱壳的无序局域化因子：与耦合振子链等效的圆柱壳振动参数由基于有限元结合波数分析技术所获得的加筋圆柱壳色散曲线给出;与耦合振子链等效的圆柱壳无序参数由圆柱壳弯曲波动理论和统计理论给出。在给出不等间距加筋圆柱壳无序局域化因子的基础上，开展了无序局域化因子影响规律的研究。针对不等间距加筋圆柱壳实例的数值分析表明，利用不等间距加筋配置来实现圆柱壳结构振动局域化控制具有可行性，所采取的无序局域化因子预报方法具有有效性。关键词：结构振动;振动衰减;加筋圆柱壳;无序结构;局域化：O327;U661.44;V214.3+6文獻标志码：A：1004-4523（2021）03-0592-09DOI：10.16385/jki.issn.1004-4523.2021.03.017引言加筋圆柱壳是工程结构中广泛使用的结构形式，如：潜艇耐压壳结构、飞机舱室结构等。传统的加筋圆柱壳采用环向筋沿圆柱壳轴向等间距布置，具有周期性结构特征：相邻的两个加强筋之间的部分沿圆柱壳轴向周期复制，因此，结构振动控制领域通常关注等间距加筋圆柱壳的振动特性[1?5]。当加强筋间距为随机分布时，原结构成为无序非周期结构，即不等间距加筋圆柱壳。不等间距加筋圆柱壳是本文研究的重点。有限长等间距加筋圆柱壳振动的典型特性是具有“模态聚集”现象[4]：圆柱壳的自然频率聚集在某些频带，这些频带称为“通频带”，圆柱壳受激振动时，整体振动的峰值频率聚集于通频带，通频带模态密度大;通频带之间为“止频带”，模态密度小，整体振动能量小。“模态聚集”现象是周期结构振动的典型特征[5?8]，解释为[9]：由于加强筋处存在阻抗的不一致，两个加强筋之间的部分可能形成局部模态。在通频带，局部模态将沿圆柱壳轴向自由无衰减传播，形成模态传导波;在止频带，模态传导波只能沿壳体轴向呈指数衰减传播。在有限长等间距加筋圆柱壳中，模态传导波传播时会在边界反射，特定频率下，传导波和反射波波长同圆柱壳长度满足相协条件，从而可叠加形成模态和自然频率。由于模态传导波仅能在通频带自由无衰减传播，因此有限长等间距加筋圆柱壳的自然频率将聚集在通频带。从振动控制角度看，应当尽可能使激振频率处于止频带，此时振动能量因不能远距离传播而被局限于振源附近，即振动被“局域化”。当加强筋采取不等间距布置时，结构将不存在严格意义的通频带[10]：在所有频带内，振动传递随传播距离的增加而呈指数衰减，表现为振动局域化特征。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---振动局域化效应是无序非周期结构的典型特征，它与波在无序结构中的随机散射相关：由于无序结构的单元属性具有随机、无序分布特征，因而模态传导波在传播过程中会产生无序散射，即使在通频带，能量也会因反射作用而被限制于激振源附近。从振动波形的空间分布上看，结构无序性所带来的振动局域化效果类似于结构中因存在阻尼而形成的振动局域化效果，但无序局域化并非由能量耗散引起，因而结构无序化设计是一种通过结构设计控制振动传播的措施。不等间距加筋是无序结构设计的典型案例，开展不等间距加筋圆柱壳的振动局域化研究对工程振动控制设计具有重要的意义。无序局域化现象首次由Anderson在研究电子传播规律时发现[11]，在晶体中掺入杂质后，电子传播能力下降。Hodges等利用无限耦合振子链和带振子的无限弦链模型证实在结构动力学领域中也存在无序局域化效应[10，12]。无序结构所导致的振动局域化程度可采用局域化因子定量表述，它定量给出了传播量沿传播方向...