[发明专利]三层圆柱壳固有频率的计算方法及装置、存储介质、计算机设备

权利要求书

1.一种三层圆柱壳固有频率的计算方法，其特征在于，包括：

建立中间层为功能梯度层的三层圆柱壳；

根据所述三层圆柱壳的力与力矩的合力，计算得到弹性边界下三层圆柱壳的势能和动能，以及边界弹簧产生的弹簧势能，其中，所述三层圆柱壳薄壳的力与力矩的合力矩阵包括拉伸矩阵，耦合矩阵和弯曲矩阵；

利用瑞利里兹法，根据计算得到的弹性边界下三层圆柱壳的势能和动能，以及边界弹簧产生的弹簧势能，计算得到三层圆柱壳的固有频率；

其中，所述功能梯度层为二维功能梯度材料，所述二维功能梯度材料基于材料参数和二维体积分数确定，所述二维功能梯度材料由两种不同材料构成，所述二维功能梯度材料性能是根据所述两种不同材料分别对应的材料参数和体积分数，利用混合物的线性规则确定的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三层圆柱壳的力与力矩的合力，计算得到弹性边界下三层圆柱壳的势能和动能，以及边界弹簧产生的弹簧势能之前，还包括：

利用切比雪夫多项式计算所述三层圆柱壳在轴向，环向，径向的位移；

根据所述三层圆柱壳在轴向、环向、径向的位移，计算得到三层圆柱壳的力与力矩的合力。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用切比雪夫多项式计算所述三层圆柱壳在轴向，环向，径向的位移，具体包括：

利用切比雪夫多项式对所述三层圆柱壳的轴向位移进行拟合，得到拟合后的三层圆柱壳的轴向位移；

根据拟合后的三层圆柱壳的轴向位移，计算得到三层圆柱壳在轴向，环向，径向的位移。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述三层圆柱壳在轴向、环向、径向的位移，计算得到三层圆柱壳的力与力矩的合力，具体包括：

根据所述三层圆柱壳在轴向、环向、径向的位移，计算得到三层圆柱壳的应力、应变、曲率向量；

根据所述三层圆柱壳的应力、应变、曲率向量，计算得到三层圆柱壳的力与力矩的合力。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用瑞利里兹法，根据计算得到的弹性边界下三层圆柱壳的势能和动能，以及边界弹簧产生的弹簧势能，计算得到三层圆柱壳的固有频率，具体包括：

利用瑞利里兹法，根据计算得到的弹性边界下三层圆柱壳的势能和动能，以及边界弹簧产生的弹簧势能，获取三层圆柱壳的频率方程；

根据所建立的三层圆柱壳尺寸和材料参数，计算得到所述三层圆柱壳的频率方程中的固有频率。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用瑞利里兹法，根据计算得到的弹性边界下三层圆柱壳的势能和动能，以及边界弹簧产生的弹簧势能，获取三层圆柱壳的频率方程，具体包括：

根据弹性边界下三层圆柱壳的势能和动能，以及边界弹簧产生的弹簧势能，获取弹性边界下三层圆柱壳的势能最大值和动能最大值，以及边界弹簧产生的弹簧势能最大值；

根据获取到的弹性边界下三层圆柱壳的势能最大值和动能最大值，以及边界弹簧产生的弹簧势能最大值，得到三层圆柱壳的频率方程。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据获取到的弹性边界下三层圆柱壳的势能最大值和动能最大值，以及边界弹簧产生的弹簧势能最大值，得到三层圆柱壳的频率方程，具体包括：

根据获取到的弹性边界下三层圆柱壳的势能最大值和动能最大值，以及边界弹簧产生的弹簧势能最大值，得到三层圆柱壳的拉格朗日能量方程；

对得到的三层圆柱壳的拉格朗日能量方程进行最小化和分离处理，得到三层圆柱壳的频率方程。