[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

说明书

本申请公开了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，涉及机械动力学技术领域。其中方法包括：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；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。本申请适用于航空航天、机械和土木工程中，以实现对动力响应的分析。

技术领域

本申请涉及机械动力学技术领域，尤其是涉及到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。

背景技术

目前，对含有功能梯度材料的层合壳的固有频率的分析主要集中在经典边界，但是在实际的工程应用中，大多数边界是十分复杂的，理想的固支、简支等经典边界很少出现。因此，基于现有技术对含有功能梯度材料的层合壳的固有频率进行分析，得到的分析结果的准确度并不高。

此外，层合壳内的功能梯度材料在任何空间方向的所需性能可以通过改变组成材料的成分来获得，而现有研究的功能梯度材料的性质大多仅局限在径向(即，厚度方向)发生的改变，对于功能梯度材料在其它空间方向的所需性能的需求存在较大的局限性。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了三层圆柱壳固有频率方法及装置、存储介质、计算机设备，主要目的在于解决现有基于经典边界条件的含有功能梯度材料的层合壳的固有频率的计算准确度较低，以及对于功能梯度材料在其它空间方向的所需性能的需求存在较大局限性的技术问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种三层圆柱壳固有频率的计算方法，该方法包括：

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；

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。

根据本申请的另一方面，提供了一种三层圆柱壳固有频率的计算装置，该装置包括：

建立模块，用于建立中间层为功能梯度层的三层圆柱壳；

边界模拟模块，用于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；

固有频率计算模块，用于利用瑞利里兹法，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。

依据本申请又一个方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述三层圆柱壳固有频率的计算方法。

依据本申请再一个方面，提供了一种计算机设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述三层圆柱壳固有频率的计算方法。