[發明專利]一種提高瞬態隔振性能的平板結構優化設計方法

有效

• 申請號: 201810360720.7
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108763641B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 歐達毅
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 張浠娟

1.一種提高瞬態隔振性能的平板結構優化設計方法，其特征在于：所述優化設計方法具體包括如下步驟：

步驟1、建立適用于任意邊界條件的平板結構瞬態振動響應的計算模型：

其中，和{δ(t)}分別為平板結構在t時刻的瞬時節點加速度、瞬時節點速度和瞬時節點位移矢量，△t為計算時間步長，{F(t)}為平板結構在t時刻受到的瞬時激勵矢量，α和γ分別為Newmark法時間積分常數，{M}、{C}和{K}分別為平板結構的整體質量矩陣、阻尼矩陣和整體剛度矩陣；

步驟2、設定平板結構的各項已知參數，包括平板材料、阻尼因子、尺寸、厚度；

步驟3、設定平板結構的邊界參數的可調范圍，包括邊界一、邊界二、邊界三、邊界四的橫向剛度的可調范圍以及其轉動剛度的可調范圍；

步驟4、給定平板結構的初始狀態以及受到的瞬態激勵；

步驟5、設定待優化的瞬態振動響應指標；

步驟6、選擇優化算法，并將步驟1的平板結構瞬態振動響應的計算模型、步驟5所設定的優化指標以及優化算法三者相結合，針對步驟2設定的已知參數、步驟4給定平板結構的初始狀態以及受到的瞬態激勵、步驟3設定的邊界參數可調范圍，進行最優解搜索,獲取優化指標響應最小化的最優邊界條件；

步驟7、根據步驟6的最優邊界條件形成平板結構；

所述步驟5中的待優化的瞬態振動響應指標為最大瞬時節點加速度A_max、最大瞬時節點速度V_max或最大瞬時節點位移D_max；其中，

2.如權利要求1所述的一種提高瞬態隔振性能的平板結構優化設計方法，其特征在于：所述平板結構的整體質量矩陣{M}和整體剛度矩陣{K}由有限單元法獲得，即{M}由平板單元等效質量矩陣{M_p}_e通過直接剛度法組裝而成，{K}由平板單元等效剛度矩陣{K_p}_e和支撐邊界單元等效剛度矩陣{K_b}_e通過直接剛度法組裝而成；

其中，{M_p}_e＝ρh∫∫{N}^T{N}dxdy；

{K_p}_e＝∫∫{B_p}^T{D_p}{B_p}dxdy；

式中，ρ為平板材料密度，h為平板厚度，{N}為單元形函數，{B_p}為應變矩陣，{D_p}為抗彎剛度矩陣，為單元邊界輪廓Γ_b的單位法向量；k_t和k_r為支撐邊界的參數，分別代表結構支撐邊界的橫向剛度和轉動剛度；

所述平板結構的阻尼矩陣其中，η為平板阻尼因子，ω₀為平板最低階固有頻率。