[發明專利]基于模型凝聚的圓錐-圓柱殼動力學分析與設計方法在審
| 申請號： | 202211701126.2 | 申請日： | 2022-12-28 |
| 公開（公告）號： | CN115859740A | 公開（公告）日： | 2023-03-28 |
| 發明（設計）人： | 孫禹晗;宋智廣 | 申請（專利權）人： | 哈爾濱工程大學 |
| 主分類號： | G06F30/23 | 分類號： | G06F30/23;G06F17/16;G06F30/15;G06F30/17;G06F17/11;G06F119/14 |
| 代理公司： | 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109 | 代理人： | 張換男 |
| 地址： | 150001 黑龍江*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 模型 凝聚 圓錐 圓柱 動力學 分析 設計 方法 | ||
1.基于模型凝聚的圓錐-圓柱殼動力學分析與設計方法，其特征在于：它包括以下步驟：
S1、確定潛艇的圓錐-圓柱殼體結構的基本尺寸和材料屬性，并將圓錐-圓柱殼體結構分為兩個子結構，即子結構一為圓錐殼，子結構二為圓柱殼，采用有限元法分別對兩個子結構進行建模，得到子結構有限元模型；
S2、求解子結構的固定界面主模態和約束模態，并將固定界面主模態和約束模態組合為第一次坐標變換矩陣，利用第一次坐標變換矩陣對子結構有限元模型進行縮聚，得到縮聚子結構有限元模型；
S3、集成兩個縮聚子結構有限元模型，得到集成有限元模型，并利用子結構間的界面協調條件獲取第二次坐標變換矩陣，使用第二次坐標變換矩陣消除集成有限元模型的重復界面自由度，得到圓錐-圓柱殼體結構的縮聚有限元模型；
S4、計算模態空間下的圓錐-圓柱殼的縮聚有限元模型的頻響曲線和時域響應曲線，將模態空間下的頻響曲線和時域響應曲線轉換到物理空間下，得到物理空間下的頻響曲線和時域響應曲線，完成潛艇的圓錐-圓柱殼體結構的動力學分析。
2.根據權利要求1中所述的基于模型凝聚的圓錐-圓柱殼動力學分析與設計方法，其特征在于：S1中圓錐-圓柱殼體結構的基本尺寸包括圓錐殼長度、半徑、厚度、錐角；圓柱殼長度、半徑、厚度。
3.根據權利要求2中所述的基于模型凝聚的圓錐-圓柱殼動力學分析與設計方法，其特征在于：S1中圓錐-圓柱殼體結構的材料屬性包括材料的彈性模量、密度、泊松比。
4.根據權利要求3中所述的基于模型凝聚的圓錐-圓柱殼動力學分析與設計方法，其特征在于：S2中求解子結構的固定界面主模態和約束模態，并將固定界面主模態和約束模態組合為第一次坐標變換矩陣，利用第一次坐標變換矩陣對子結構有限元模型進行縮聚，得到縮聚子結構有限元模型，具體過程為：
第一次坐標變換矩陣Φc為：
其中，表示子結構的固定界面主模態，L表示低階分量，/表示子結構的約束模態，E為單位矩陣；
利用第一次坐標變換矩陣對子結構有限元模型進行縮聚，得到縮聚子結構有限元模型：
其中，M和K分別是子結構有限元模型的質量矩陣和剛度矩陣，F是子結構有限元模型的力矢量，表示縮聚后子結構有限元模型的質量矩陣；/表示縮聚后子結構有限元模型的剛度矩陣；/表示縮聚后子結構有限元模型的力矢量；Λ表示縮聚后子結構有限元模型的特征值矩陣；I和B分別表示內部和界面自由度，RB表示子結構之間的連接荷載。
5.根據權利要求4中所述的基于模型凝聚的圓錐-圓柱殼動力學分析與設計方法，其特征在于：S3中利用子結構間的界面協調條件獲取第二次坐標變換矩陣，具體過程為：
其中，P表示模態空間下的位移；TC表示第二次坐標變換矩陣。
6.根據權利要求5中所述的基于模型凝聚的圓錐-圓柱殼動力學分析與設計方法，其特征在于：S3中圓錐-圓柱殼體結構的縮聚有限元模型為：
其中，表示縮聚有限元模型的質量矩陣；/表示縮聚有限元模型的剛度矩陣；/表示縮聚有限元模型的力矢量；/表示模態空間下的加速度。/
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