基于界面位移控制的頻響子結(jié)構(gòu)法及試驗(yàn)研究.pdf

1、動(dòng)力子結(jié)構(gòu)法由于能夠大大減小模型的求解規(guī)模，節(jié)約計(jì)算成本，也方便部門之間的分工合作與子結(jié)構(gòu)模型修改，已越來(lái)越多地應(yīng)用到大型復(fù)雜裝配結(jié)構(gòu)中去。動(dòng)態(tài)子結(jié)構(gòu)法主要包括模態(tài)綜合法（CMS, Component Mode Synthesis）與頻響綜合法（FBS, FRF-based substructure），CMS法在試驗(yàn)?zāi)Ｐ途C合時(shí)尚有許多難點(diǎn)未解決，并且存在模態(tài)截?cái)嗟恼`差。隨著頻響函數(shù)（FRF, frequency response fun

2、ction）測(cè)量精度的提高，F(xiàn)BS法的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其可進(jìn)行理論模型之間、試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭g和混合模型之間的FBS。
　　近年，F(xiàn)BS法在汽車、船舶、航空航天等領(lǐng)域得到了極大應(yīng)用，但是在應(yīng)用過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，限制了此方法的發(fā)展。首先，傳統(tǒng)FBS方法只能處理各個(gè)子結(jié)構(gòu)連接界面網(wǎng)格或測(cè)點(diǎn)一致的情況，而在實(shí)際工程應(yīng)用中，各個(gè)子結(jié)構(gòu)的FRF有時(shí)是由不同部門獲得，可能通過(guò)數(shù)值計(jì)算獲得，也可能通過(guò)試驗(yàn)獲得，無(wú)論是理論模型、試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，或是?/p>

3、合模型之間的綜合，不可避免的要面對(duì)界面網(wǎng)格或測(cè)點(diǎn)不一致的情況，這樣就需要對(duì)連接界面進(jìn)行處理，并改進(jìn)FBS公式，以保證子結(jié)構(gòu)拼接后的FRF和整體FRF一致；其次，各個(gè)子結(jié)構(gòu)的FRF一般與整體坐標(biāo)系下的不同，這就需要將各個(gè)子結(jié)構(gòu)的FRF通過(guò)一定的坐標(biāo)變換，得到整體坐標(biāo)系下的FRF，然后才能進(jìn)行拼接；再者，對(duì)于一些工程中的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，有時(shí)只需要知道一個(gè)或幾個(gè)子結(jié)構(gòu)的 FRF信息，其他子結(jié)構(gòu)FRF通過(guò)已知子結(jié)構(gòu) FRF變換得到，這樣不僅大大提高了

4、計(jì)算效率，也省去了每個(gè)子結(jié)構(gòu)模型建立的過(guò)程。
　　本文首先將動(dòng)力子結(jié)構(gòu)方法應(yīng)用在工程實(shí)際中，然后針對(duì)上述FBS中出現(xiàn)的問(wèn)題展開(kāi)研究，提出了界面位移控制的FBS算法來(lái)解決子結(jié)構(gòu)界面連接點(diǎn)不一致的現(xiàn)象，在綜合過(guò)程中引入FRF的旋轉(zhuǎn)和鏡像操作，進(jìn)一步解決了子結(jié)構(gòu)坐標(biāo)系與整體坐標(biāo)系不同的情形，也適用于對(duì)稱結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)或鏡像綜合，提高計(jì)算與建模效率。最后，對(duì)所提界面位移控制FBS算法展開(kāi)試驗(yàn)探究，驗(yàn)證了所提算法應(yīng)用在混合模型FBS中的可行性。