压电智能功能梯度材料圆柱壳自由振动的谱-切比雪夫解法

作     者：高先松 钟锐 王青山 刘新想 徐海良 GAO Xiansong;ZHONG Rui;WANG Qingshan;LIU Xinxiang;XU Hailiang

作者机构：中南大学机电工程学院湖南长沙410083 中南大学极端服役性能精准制造全国重点实验室湖南长沙410083 

出 版 物：《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期：2025年第46卷第4期

页      面：787-796页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52075554) 

主　　题：谱-切比雪夫法 压电结构 人工弹簧技术 功能梯度壳 功能梯度材料 一阶剪切变形理论 Hamilton原理 自由振动 

摘      要：针对压电智能结构,现有振动建模方法受限结构边界条件以及存在计算成本过高的问题,本文采用了谱-切比雪夫方法,实现了其在一般边界条件下的精确快速求解。在一阶剪切变形理论与压电本构方程的理论框架下,利用谱-切比雪夫方法,结合边界弹簧技术,建立起压电智能功能梯度材料圆柱壳结构的模型。通过与有限元结果对比,验证求解的快速收敛性以及分析模型的精确性。研究表明:在截断数为20条件下可将计算误差控制在0.8%左右,得到了结构自由振动特性随材料、边界、及几何尺寸的变换规律。本文可以为工程壳体结构的有关振动主动控制研究,提供一套快速且精确的建模方法以及设计经验。