[發明專利]一種計及非共振傳輸的中頻動響應預示方法

有效

• 申請號: 201710377978.3
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN107256295B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 李彥斌;張鵬;費慶國;吳邵慶;楊軒;姜東
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種計及非共振傳輸的中頻動響應預示方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：將系統劃分成連續耦合的子系統；

步驟2：計算子系統的模態；

步驟3：計算相鄰子系統中模態間的耦合參數；

步驟4：建立系統功率平衡方程，并計算子系統中頻動響應；

所述步驟1中，用虛構的界面將系統劃分成連續耦合的子系統，并對子系統在耦合界面上的邊界條件進行近似，假定較“剛”子系統在耦合界面上為自由邊界，并用位移模態描述該子系統的振動；假定較“柔”子系統在耦合界面上受到固定支撐，并用應力模態描述該子系統的振動；

所述步驟2中，基于有限元法計算子系統的模態參數和模態振型；

所述步驟3中相鄰子系統中模態間的耦合參數由下式計算得到：

其中γ_mn為位移模態m與應力模態n之間的耦合參數，為位移模態m的第i個分量，S為空間位置，為應力模態n的應力張量，n_j為應力模態n所在子系統在耦合邊界上單位外法向向量的第j個分量，S_c為相鄰子系統的耦合界面，M_m和M_n分別為模態m和模態n的模態質量；

所述步驟4中，基于如下系統功率平衡方程可計算得到子系統的中頻動響應：

其中A_ss為N_s×N_s階對角矩陣，B_cc為N_ω×N_ω階對角矩陣，B_sc為N_s×N_ω階滿陣，B_cs為N_ω×N_s階滿陣，N_s為所有分析頻帶內較“剛”子系統中的模態總數，N_ω為分析頻帶的個數，和E_s為N_s×1階向量，和為N_ω×1階向量；

其中：

對角矩陣A_ss的第m個對角元素為：

對角矩陣B_cc的第j個對角元素為：

矩陣B_sc的第m行第j列元素為：

矩陣B_cs的第j行第m列元素為：

在式(3)-(6)中，和分別為位移模態m的阻尼損耗系數和固有頻率，η_j為第j個頻帶Δω_j內均一化的應力模態的阻尼損耗系數，ω_j為第j個頻帶Δω_j的中心頻率，為第j個頻帶Δω_j內應力模態的個數，和為位移模態m和應力模態n間的模態耦合系數；

向量E_s、和由下式給出：

其中為較“剛”子系統中位移模態m的振動能量，為較“柔”子系統在第j個頻帶Δω_j內的應力模態的平均振動能量，為較“剛”子系統中位移模態m上的載荷輸入功率，為較“柔”子系統在第j個分析頻帶Δω_j內的應力模態上的平均載荷輸入功率。

2.根據權利要求1所述的計及非共振傳輸的中頻動響應預示方法，其特征在于：位移模態m和應力模態n間的模態耦合系數由下式給出：

其中γ_mn為模態間的耦合參數，可由式(1)計算得到，和分別為應力模態n的阻尼損耗系數和固有頻率；將式(8)中的下標“m”和“n”對調，并將上標“s”和“c”對調，可得到模態耦合系數