[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

本發明公開了一種計及非共振傳輸的中頻動響應預示方法，包括如下步驟：(1)將系統劃分成連續耦合的子系統；(2)計算子系統的模態；(3)計算相鄰子系統中模態間的耦合參數；(4)建立系統功率平衡方程，并計算子系統中頻動響應。本發明提供的計及非共振傳輸的中頻動響應預示方法，是一種結合統計模態能量分布分析方法和統計能量法的混合方法，該方法可考慮非共振模態間的功率傳輸的影響，能夠精確預示“剛”子系統與“柔”子系統并存的系統的中頻動響應。

技術領域

本發明涉及中頻動響應預示技術領域，具體涉及一種計及非共振傳輸的中頻動響應預示方法。

背景技術

復雜系統中可能同時存在較“剛”的部分與較“柔”的部分。在中頻段，較“剛”的部分振動波長較長，模態稀疏；較“柔”的部分振動波長較短，存在密集的局部模態。對于該類系統，單一的動響應預示方法不再適用。SmEdA-SEA混合方法能有效解決較“剛”子系統與較“柔”子系統并存時系統的中頻動響應預示問題。該方法采用統計模態能量分布分析理論描述較“剛”子系統，采用統計能量分析理論描述較“柔”子系統。

然而，SmEdA-SEA混合方法尚無法考慮非共振模態間的功率傳輸，即非共振傳輸。在大阻尼系統中，非共振傳輸不可忽略，否則會引起分析誤差。有必要進一步發展SmEdA-SEA混合方法，計及非共振傳輸的影響，提高該方法對中頻動響應的預示精度。

發明內容

發明目的：針對中頻動響應預示方法—SmEdA-SEA混合方法中存在的問題，本發明公開了一種計及非共振傳輸的中頻動響應預示方法，該方法中考慮了非共振模態間的功率傳輸，能夠精確預示較“剛”子系統與較“柔”子系統并存的大阻尼系統的中頻動響應。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種計及非共振傳輸的中頻動響應預示方法，包括以下步驟：

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。

進一步地，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。

進一步地，所述步驟2中基于有限元法計算了子系統的模態參數和模態振型。

進一步地，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。

進一步地，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：