本文關(guān)鍵詞：航天器典型結(jié)構(gòu)中高頻動(dòng)力學(xué)環(huán)境預(yù)示的能量有限元方法

  更多相關(guān)文章： 能量有限元分析 動(dòng)力學(xué)環(huán)境預(yù)示 能量流 統(tǒng)計(jì)能量

【摘要】：結(jié)構(gòu)的振動(dòng)環(huán)境預(yù)示問(wèn)題一直是工程上非常關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題,近年來(lái)人們對(duì)環(huán)境預(yù)示的要求已經(jīng)不僅僅是只關(guān)注低頻域的結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題,而是涉及到中高頻域的聲振耦合問(wèn)題,因此對(duì)目前的動(dòng)力學(xué)環(huán)境預(yù)示方法提出了更高的要求。在傳統(tǒng)的振動(dòng)預(yù)示方面,有限元方法(FEM)占據(jù)著十分重要的地位,但是作為基于單元離散的確定性方法,其不可避免的存在著在高頻域計(jì)算量過(guò)大的問(wèn)題,此外,FEM在高頻時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)幾何、物理等存在不確定性的參數(shù)的變化較為敏感,這也限制了有限元方法在中高頻域的應(yīng)用。目前,對(duì)于中高頻的振動(dòng)環(huán)境預(yù)示問(wèn)題,尤其是聲振耦合問(wèn)題,用的最多的是基于統(tǒng)計(jì)平均的能量類(lèi)方法,如統(tǒng)計(jì)能量分析(SEA)。統(tǒng)計(jì)能量分析將每個(gè)子系統(tǒng)的振動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均,改善了確定性方法在高頻時(shí)計(jì)算量過(guò)大以及不確定性的影響,但是帶來(lái)的直接問(wèn)題是無(wú)法精確預(yù)示每個(gè)子系統(tǒng)某個(gè)局部的響應(yīng),此外,SEA對(duì)子系統(tǒng)的模態(tài)密度有嚴(yán)格要求,這都限制了SEA方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用,因此,較為理想的方法是那種既能克服確定性方法缺點(diǎn)又兼具SEA方法優(yōu)點(diǎn)的方法。而能量有限元分析(EFEA)方法就是具有這種特點(diǎn)的一種方法。本文主要通過(guò)對(duì)EFEA方法的研究,希望能將EFEA方法運(yùn)用到實(shí)際復(fù)雜的工程問(wèn)題中去。為此,在本課題中首先研究了EFEA方法的基本理論,然后對(duì)MSC.NASTRAN中的EFEA模塊建模方法及仿真分析方法進(jìn)行了研究,并完成了二次開(kāi)發(fā)工作。結(jié)合工程中一個(gè)較為復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題,本文采用了EFEA與SEA兩種方法進(jìn)行了振動(dòng)環(huán)境的預(yù)示,并據(jù)此進(jìn)行了對(duì)比分析,對(duì)EFEA方法在工程實(shí)際中的應(yīng)用做出了簡(jiǎn)單的評(píng)估。由于目前采用EFEA方法進(jìn)行實(shí)際工程分析的例子較為罕見(jiàn),而本文利用EFEA方法完成了對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)振動(dòng)環(huán)境預(yù)示的工作,這對(duì)于EFEA方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用是一個(gè)十分有意義的嘗試。
【關(guān)鍵詞】：能量有限元分析 動(dòng)力學(xué)環(huán)境預(yù)示 能量流 統(tǒng)計(jì)能量
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：V414
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章緒論8-20
• 1.1 課題的來(lái)源8
• 1.2 課題研究的背景及意義8-9
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-18
• 1.3.1 確定性分析方法的改進(jìn)10-12
• 1.3.2 能量類(lèi)方法12-15
• 1.3.3 混合法15-16
• 1.3.4 小結(jié)16-18
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第2章能量有限元方法的基本原理20-30
• 2.1 引言20-21
• 2.2 能量有限元(EFEA)基本理論21-26
• 2.2.1 桿的能量密度平衡方程21-22
• 2.2.2 梁的能量密度平衡方程22-24
• 2.2.3 板的能量密度平衡方程24-26
• 2.3 蜂窩夾層板結(jié)構(gòu)的等效理論26-29
• 2.3.1 Reissner等剛度理論26-27
• 2.3.2 Hoff理論27-28
• 2.3.3 蜂窩板理論28
• 2.3.4 三明治夾芯理論28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章EFEA模塊二次開(kāi)發(fā)及理論驗(yàn)證30-54
• 3.1 引言30-31
• 3.2 NASTRAN的EFEA模塊簡(jiǎn)介31-34
• 3.2.1 分析步驟31-33
• 3.2.2 模塊典型特點(diǎn)歸納33-34
• 3.3 模塊二次開(kāi)發(fā)及完善34-40
• 3.3.1 施加載荷及可視化34-36
• 3.3.2 特征長(zhǎng)度定義36
• 3.3.3 生成結(jié)構(gòu)連接36-37
• 3.3.4 結(jié)果輸出37-38
• 3.3.5 EFEA中的參數(shù)及解決方案38-40
• 3.4 理論驗(yàn)證40-53
• 3.4.1 模型 141-47
• 3.4.1.1 各向同性材料建模及仿真分析41-45
• 3.4.1.2 復(fù)合材料建模及仿真分析45-47
• 3.4.2 模型 247-53
• 3.4.2.1 建模及仿真47-52
• 3.4.2.2 結(jié)果分析52-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 第4章雙星整流罩建模及動(dòng)力學(xué)環(huán)境預(yù)示54-67
• 4.1 雙星整流罩建模54-62
• 4.1.1 雙星整流罩的EFEA方法建模54-56
• 4.1.2 雙星整流罩的SEA建模56-57
• 4.1.3 材料屬性定義57-60
• 4.1.4 載荷模型60-61
• 4.1.5 阻尼損耗因子61-62
• 4.2 仿真分析62-66
• 4.2.1 聲場(chǎng)的聲壓級(jí)62-64
• 4.2.2 結(jié)構(gòu)的均方根加速度64-65
• 4.2.3 結(jié)果及誤差分析65-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀學(xué)士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果73-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 張玉梅;韓增堯;鄒元杰;;隨機(jī)振動(dòng)環(huán)境下航天器結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法綜述[J];力學(xué)進(jìn)展;2012年04期

2 馬興瑞;于登云;韓增堯;鄒元杰;;星箭力學(xué)環(huán)境分析與試驗(yàn)技術(shù)研究進(jìn)展[J];宇航學(xué)報(bào);2006年03期

3 馬興瑞;韓增堯;鄒元杰;丁繼鋒;;航天器力學(xué)環(huán)境分析與條件設(shè)計(jì)研究進(jìn)展[J];宇航學(xué)報(bào);2012年01期

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本文編號(hào)：598787