[發明專利]一種基于靈敏度分析的有限元模型修正方法

在審

• 申請號: 201810342174.4
• 申請日: 2018-04-17
• 公開（公告）號: CN108959686A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 富佳;駱海濤;劉廣明;轎利闖
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G01M7/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李巨智

1.一種基于靈敏度分析的有限元模型修正方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：在三維軟件中對裝配體進行實體建模，對裝配體模型通過模態試驗系統進行模態試驗，得到模態試驗結果；

步驟2：采用前后處理軟件建立裝配體有限元仿真模型，并通過有限元分析軟件進行模態分析求解，得到模態仿真分析結果；

步驟3：通過LMS.VirtualLab仿真分析軟件，將模態試驗結果和模態仿真分析結果進行相關性檢驗，如果同階頻率值的誤差率及振型MAC值均在要求范圍內，則當前建立的有限元模型滿足要求，不需要修正；否則執行步驟4；

步驟4：進行模態靈敏度分析，找出對模態頻率比較靈敏的參數變量，通過優化迭代將有限元模型基頻與模態試驗基頻相匹配。

2.根據權利要求1所述的基于靈敏度分析的有限元模型修正方法，其特征在于：所述模態試驗系統包括激振系統、拾振系統以及模態分析系統；其中激振系統主要包括模態力錘，拾振系統主要包括加速度傳感器和智能采集系統，模態分析系統，主要包括LMS.TestLab軟件模態測試顧問和LMS.TestLab軟件自帶的模態分析軟件。

3.根據權利要求1所述的基于靈敏度分析的有限元模型修正方法，其特征在于：所述模態試驗為通過力錘激勵，對加速度傳感器測試及分析，LMS.TestLab軟件采用傳遞函數集總平均后定階處理，擬合后提取模態參數，并經過模態質量歸一化處理，得到模態頻率及模態振型特征。

4.根據權利要求1所述的基于靈敏度分析的有限元模型修正方法，其特征在于：所述采用前后處理軟件建立裝配體有限元仿真模型是將各個結構件簡化為實體、殼和集中質量，采用RBE2單元模擬螺栓連接，采用Bush單元模擬柔性連接。

5.根據權利要求1所述的基于靈敏度分析的有限元模型修正方法，其特征在于：所述模態仿真分析結果包括各階模態頻率和振型。

6.根據權利要求1所述的基于靈敏度分析的有限元模型修正方法，其特征在于：所述相關性檢驗是計算模態仿真分析頻率與試驗模態頻率在對應階次上的差值，通過同階頻率值的誤差率來判定兩者之間的相關性。

7.根據權利要求1或6所述的基于靈敏度分析的有限元模型修正方法，其特征在于：所述同階頻率值的誤差率為：

其中：f_A為仿真分析模態頻率；f_T為試驗模態頻率，Δ_f為同階頻率值的誤差率。

8.根據權利要求1所述的基于靈敏度分析的有限元模型修正方法，其特征在于：所述振型MAC值為：

其中：V_Test,V_FE分別表示試驗和仿真模態振型向量，MAC_Test,FE為振型MAC值。

9.根據權利要求1所述的基于靈敏度分析的有限元模型修正方法，其特征在于：所述優化迭代是以靈敏度分析所得對模態頻率比較靈敏的參數作為變量，以模態試驗所得對應階次的模態頻率作為目標函數，采用序列二次規劃法(SQP，Sequential QuadraticProgramming)進行迭代優化計算。

10.根據權利要求1所述的基于靈敏度分析的有限元模型修正方法，其特征在于：所述模態靈敏度分析為分析各階模態頻率對裝配體系統參數的敏感程度，采用LMSVirtual.Lab中Sensitivity進行模態靈敏度分析。