組合體是航天器常見的結構形式,星箭耦合、空間站艙段連接等,均是典型的組合體結構。在對這種精密復雜結構進行動力學建模分析時,往往會存在較大的困難。首先是高度復雜結構帶來的龐大計算量,在對計算結果要求較高時,通常需要對結構劃分較為精密的網(wǎng)格,這意味著計算量的大幅提升。其次是有限元模型的準確性,準確的有限元模型,對實驗與仿真的吻合度以及仿真對實際的預示能力起決定性作用。本文圍繞這兩個關鍵技術問題,對組合體的高效計算以及復雜模型的有限元模型修正進行了探究。首先是組合體結構的動力學計算,本文研究了經(jīng)典的Craig-Bampton子結構方法,它的基本思想是將一個組合體結構劃分成若干子結構,然后進行子結構縮減,通過子結構之間的連接關系進行結構組裝計算。本文對子結構的凝聚、整體結構的組裝、子結構數(shù)據(jù)的恢復進行研究,利用Craig-Bampton方法進行子結構的動特性以及動響應分析。然后基于本方法對子結構界面進行研究,導出了凝聚在子結構界面的剛體載荷以及與之對應的剛體質(zhì)心加速度。模型修正也是復雜結構準確建模的必備環(huán)節(jié),即利用結構的實驗結果對有限元模型進行修正,從而提高有限元模型和實際模型的吻合度,這樣最...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景、研究目的和意義
    1.2 組合體結構界面數(shù)據(jù)恢復
    1.3 有限元模型修正技術
    1.4 Patran/Nastran軟件二次開發(fā)簡介
    1.5 本文研究內(nèi)容
第2章 模態(tài)綜合法與組合體界面數(shù)據(jù)恢復
    2.1 引言
    2.2 Craig-Bampton子結構方法基本理論
    2.3 組合體界面數(shù)據(jù)恢復技術
        2.3.1 模態(tài)位移法
        2.3.2 模態(tài)加速度法
        2.3.3 界面數(shù)據(jù)恢復
    2.4 算法驗證
        2.4.1 模態(tài)分析
        2.4.2 瞬態(tài)響應分析
        2.4.3 界面凝聚力、質(zhì)心加速度分析
    2.5 本章小結
第3章 組合體界面數(shù)據(jù)恢復軟件開發(fā)
    3.1 引言
    3.2 軟件總體設計
        3.2.1 軟件總體框架
        3.2.2 軟件整體界面
    3.3 算例驗證
        3.3.1 模型尺寸及參數(shù)
        3.3.2 模態(tài)分析性能驗證
        3.3.3 瞬態(tài)響應分析性能驗證
    3.4 本章小結
第4章 基于優(yōu)化理論和代理模型的模型修正技術
    4.1 引言
    4.2 粒子群方法
        4.2.1 粒子群算法基本原理
        4.2.2 粒子群算法的改進
    4.3 遺傳算法
        4.3.1 遺傳算法基本原理
        4.3.2 染色體的進化
    4.4 基于代理模型方法的模型修正
        4.4.1 方法背景
        4.4.2 初樣設計
        4.4.3 徑向基函數(shù)代理模型
        4.4.4 基于徑向基函數(shù)代理模型的模型修正
    4.5 算法驗證
        4.5.1 彈簧支撐梁模型
        4.5.2 復合材料螺栓連接板模型修正
    4.6 本章小結
第5章 模型修正軟件開發(fā)
    5.1 引言
    5.2 軟件總體設計
        5.2.1 軟件總體框架
        5.2.2 軟件整體界面
    5.3 算例驗證
        5.3.1 設備與艙段之間連接
        5.3.2 艙段之間連接
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間參與的科研項目
致謝



本文編號：3868644