1．目的及意义
复合材料是指由两种以上化学性质和物理性质不同的物质组合的一种多项固体材料，一般指纤维复合材料，其中纤维起增强作用，承受大部分载荷，使材料表现出较高的强度和刚度。复合材料的组成材料保持其相对的独立性，但性能却不是组分材料性能的简单叠加，而是有重要的改进，一般可以改善性能强度、刚度、疲劳寿命、耐高温性、耐腐蚀性、耐磨性、吸引性、重量、抗震性、导热性、绝热性、隔声性等。
因高比强度、高比模量、良好的几何形状和便于加工生产等特性，圆柱壳作为一种典型的结构，在航天、航空、潜艇等国防和军事工程领域中有着广泛的应用，但圆柱壳结构的振动会直接影响其工作性能、强度和使用寿命。而复合材料圆柱壳凭借自身的优点，得到广泛的应用。因此对复合材料圆柱壳体的研究有巨大的意义，本论文拟基于有限元等方法，分析、模拟、计算出典型复合材料圆柱壳的振动特性，并验证减振效果，得出结论。
单一材料的圆柱壳己经渐渐不能满足需要，至今已有不少人研究复合材料圆柱壳，日本东海大学粕谷平和教授及国内的蔡泽对复合材料圆柱壳的线性稳定性进行了分析。吴德隆采用半解析法计算了复合材料加筋壳的非线性失稳载荷，孙国钧采用不计剪切变形的线性稳定性解对圆柱壳的铺层角度进行了优化计算。Dong、Pister、Taylor给出了薄壳的运动微分方程。Alam和Asnani在经典薄壳理论的基础上考虑了拉伸、剪切变形和高阶惯性的影响，运用弹性理论计算了双层复合圆柱壳体（外层是自由阻尼层的）扭转非耦合振动模态和轴向、径向耦合振动模态的损耗因子。Huang通过用幂级数形式来表达壳体结构的位移，对复合材料层和圆柱壳的三维线性自由振动进行了分析。师俊平提出了复合材料面板横向剪切变形的夹层壳高阶位移模式，并推导出夹层壳自由振动的有限元方程；讨论了面板及夹芯的阻尼特性，并将数值计算与实验结果进行了对比，结果表明具有较好的精度。Sheinman基于Kirchhoff-Love假设，同时考虑了对称及反对称模态之间的耦合，将壳体位移表示成幂级数形式，并在母线方向运用有限元的半解析方法，分析了旋转圆柱壳的振动特性。Lam和Loy采用四种不同的壳体理论比较了层合圆柱壳的固有频率。Lee和Kim利用能量法分析了加筋层合旋转圆柱壳的自由振动，并讨论了壳体和筋条的参数对振动特性的影响。T.Irie提出的传递矩阵法，有效地分析了变厚度的复合材料锥柱结合壳的自由振动问题，高传宝采用一阶剪切变形理论获得复合材料层合圆柱壳的运动微分方程，再应用波传播方法分析其自由振动的频率。Zhang基于一阶剪切变形理论推导了复合材料层合圆柱壳的运动微分方程，对其自由振动的频率进行了分析。A.M.Zenkour运用哈密顿原理研究了复合材料层合圆柱壳的弯曲、屈曲和振动特性。张雨在Soldatos和Lam高阶理论的基础上进行了创新，运用FEA 对复合材料层合圆柱壳体的振动特性进行了计算研究。Liu提出了一种基于薄壳理论的混合应变有限元单元，对复合材料层合壳体结构的自由振动进行了研究。Werner等基于有限元方法，考虑了结构阻尼的影响，研究了复合材料层合圆柱壳的自由振动。Rakesh和Tarun基于FEA 对复合材料层合圆柱壳体结构的自由振动特性进行了研究和探讨，这种方法有效的考虑了位移沿复合材料圆柱壳体径向方向上的非线性变化，基于板壳高阶剪切理论，为较厚的圆柱壳体振动特性方面的研究做了铺垫。
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2. 研究的基本内容与方案

{title}2.1 研究内容：
基于有限元方法，对复合材料圆柱壳结构进行模型建立，通过计算研究其自由振动特性，进一步研究复合材料圆柱壳的无量纲参数（长度等）变化对固有频率和模态的影响，最后分析模型计算的结果，并总结噪声控制技术。
2.2研究目标
工程中关注船舶在保证其强度、稳定性要求基础上的振动问题，因此针对复合材料结构振动分析与控制技术研究就显得尤为必要。本研究拟开展基于有限元边界元的复合材料的结构有限元动力分析及减振设计。
2.3 技术方案
利用MSC.patran软件建立复合材料圆柱壳的几何模型，并划分高质量的六面体网格。一般来说，网格密，计算结果更准确，但网格数量过大会导致计算时间增加，需要选取满足计算精度要求的适当的网格数量，设计多套网格对比基频结果，选择某套网格后，对复合材料圆柱壳结构的有限元模型进行计算，得到其基频和第一阵型，分析其自由振动特性。
3. 参考文献
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