24572.復(fù)雜梁式結(jié)構(gòu)模型降階及降階模型修正

1、碩士學(xué)位論文復(fù)雜梁式結(jié)構(gòu)模型降階及降階模型修正TheModelReductionofComplexBeamTypeStructureandModificationofModelReduction作者姓名：王童皇學(xué)21103051完成日期：201405大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要當(dāng)代工程計(jì)算中會(huì)遇到飛行器這類復(fù)雜細(xì)長結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)，使用有限元技術(shù)很容易建立這類

2、結(jié)構(gòu)的精細(xì)模型用于結(jié)構(gòu)靜力分析，但是由于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析及動(dòng)力優(yōu)化的計(jì)算工作量非常大，幾乎不可能對(duì)這類有限元模型進(jìn)行分析和優(yōu)化。因此基于這類結(jié)構(gòu)的精細(xì)有限元模型建立一個(gè)滿足工程計(jì)算要求的簡化模型，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的快速動(dòng)力分析和優(yōu)化，在很多設(shè)計(jì)部門仍然非常有價(jià)值。本論文的研究正是基于這些需求?；诹豪碚撝械钠浇孛婕僭O(shè)，將結(jié)構(gòu)每個(gè)截面上的有限元節(jié)點(diǎn)通過位移轉(zhuǎn)換陣凝聚到該截面的形心。在引入有限元法中梁單元的位移插值函數(shù)并建立模型降階轉(zhuǎn)換矩

3、陣，改進(jìn)解決了基于平截面假定降階法要求有限元模型具有規(guī)整網(wǎng)格的條件、對(duì)網(wǎng)格過密的模型所建立的轉(zhuǎn)換陣過大這些問題，使該方法應(yīng)用于任意網(wǎng)格及幾何形狀較為復(fù)雜的模型。把原梁式結(jié)構(gòu)精細(xì)模型劃分為不同的梁段，利用基于梁平截面及位移插值函數(shù)的動(dòng)力模型降階方法把每個(gè)梁段降階為一個(gè)超梁單元，并按照一定次序組裝成自由自由超梁模型。自由自由超梁模型可以用于實(shí)現(xiàn)多種邊界條件下結(jié)構(gòu)的頻率分析，頻率分析結(jié)構(gòu)表明超梁模型不僅計(jì)算精度和效率高，而且模型建立靈活，可以

4、處理不同情況下的結(jié)構(gòu)模型，適用范圍廣。但是降階模型的一些模態(tài)參數(shù)會(huì)產(chǎn)生誤差。需要對(duì)降階模型進(jìn)行修正。本文針對(duì)某一圓柱殼結(jié)構(gòu)，用橡膠繩把結(jié)構(gòu)吊起來來模擬自由自由狀態(tài)，采用自振法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，得到結(jié)構(gòu)低階模態(tài)值，主要包含頻率和振型。在此基礎(chǔ)上，用ANSYS建立精細(xì)圓柱殼結(jié)構(gòu)模型，在基于梁平截面假定及的位移插值函的動(dòng)力降階方法建立超梁模型，同時(shí)使超梁模型的自由度與試驗(yàn)測量自由度一一對(duì)應(yīng)，引入剪切修正系數(shù)概念，以剪切修正系數(shù)為修正參數(shù)，以