导读:本文包含了结构动力学建模法论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:火箭建模,子结构模态综合,代理模型,偏差分析
结构动力学建模法论文文献综述
赵曦明[1]（2019）在《火箭结构动力学建模及模态偏差分析》一文中研究指出火箭是进行太空探索的重要工具,亦是国家综合国力的重要标志。全箭动态特性分析是火箭姿控系统设计和载荷分析的基础,在总体设计中有着重要地位。然而,一方面,随着火箭尺寸和重量的增大,全箭模态试验成本越来越高,难度也越来越大;另一方面,在工程实际中,均存在一定程度的不确定性,火箭作为一个极其复杂的结构系统尤其如此。因此如何高效、精确地建立火箭结构动力学仿真模型,科学地评估不确定参数对结构动态特性的影响,是火箭建模和分析领域中的重要课题。本文基于模态综合法进行试验-有限元混合建模来降低复杂子结构建模偏差的影响,并采用代理模型优化方法进行含不确定参数结构的模态偏差分析。试验-有限元混合建模是基于子结构模态综合法完成的,首先利用子结构的试验频率、振型等数据构造试验子结构,然后替换掉分析模型子结构并进行模态综合。本文在原有双协调自由界面模态综合法基础上,系统推导了生成第二次坐标变换矩阵的一步方法,使之能够应用于多个子结构在一个面对接的复杂对接情况。并设计了叁种混合建模方案,通过全箭算例模型对叁种混合建模方案进行了对比探讨。使用区间参数描述不确定性,含不确定参数结构固有频率的求解对应于广义区间特征值问题。传统的遗传算法等优化方法求解区间分析时虽然能避免区间扩张,得到高精度解,但计算量非常大。本文将径向基代理模型优化方法应用到广义区间特征值问题中,通过框架结构算例与矩阵摄动法、遗传算法等方法进行对比,并对火箭惯性器件舱段进行模态偏差分析,验证了本文方法求解的精确性和高效性。基于Patran二次开发语言PCL和C++语言跨平台开发库QT,针对火箭的纵横扭一体化、惯性器件舱段、捆绑连接结构等的建模,进行了快速建模软件的开发,并将试验-有限元混合建模和模态偏差分析功能集成到该软件中,完成了一套用于火箭结构动力学建模和模态偏差分析的工程软件。以纵横扭一体化建模模块为例展示了软件功能的验证与测试,软件操作界面良好,运行流畅,具有较强的工程应用价值。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
孙兵,蔡巧言,解海鸥,郭鹏飞,石伟[2]（2018）在《C/SiC盖板式热防护结构动力学建模方法》一文中研究指出为分析C/SiC盖板式热防护结构的动力学特性,分别建立了盖板式热防护结构的理论模型和有限元模型。首先,利用经典的拉格朗日函数能量法推导了C/SiC盖板式热防护结构理论模型的运动方程;其次,研究了C/SiC盖板式热防护结构的有限元模型采用不同的单元类型建模对其模态基频计算结果的影响;最后,基于线性假设研究了共节点和线性接触这两种装配建模方法对模态基频计算结果的影响,为建立C/SiC盖板式热防护结构合理的有限元模型提供参考。(本文来源于《导弹与航天运载技术》期刊2018年04期）
刘树青,贾茜,张越,李波,汪木兰[3]（2018）在《剪式可展机构的结构动力学建模及实验研究》一文中研究指出剪式可展机构构件数目多、结构复杂,为了使其展收动作可靠、快速准确,需要对可展机构的结构动力学特性进行研究。首先将剪式单元作为子结构,运用有限元方法,建立了剪式可展机构的结构动力学模型,完成了模态计算、仿真分析,得到其固有频率与振型。然后,构建了可展机构的模态特性实验平台,设计了实验方案,完成了剪式可展机构的结构动力学性能辨识与分析。实验结果和理论计算结果能够较好地吻合,证明了有限元分析的有效性及实验方案的可行性。(本文来源于《机械设计与制造工程》期刊2018年05期）
方政[4]（2018）在《大型电动振动台动圈结构动力学建模与分析》一文中研究指出随着航空、航天与精密仪器的发展,人们对于航空航天等零件与结构的抗震性能要求愈高,因此各种测试装备先后发展起来。振动台作为一种检验设备可靠性、振动实验与模拟振动环境的装置,在工业领域起着非常重要的作用。在这其中,电动振动台应用最为广泛,它的频率范围宽,加速度波形好,已经被广泛应用于产品的抗振性能指标考核和动强度鉴定中。本文以电动振动台动圈结构为背景,将动圈结构简化为圆柱壳结构,采用一阶剪切理论,Hamilton变分原理,建立在磁场中圆柱壳结构的非线性动力学方程。针对工程中出现的在振动过程中,动圈结构会产生不稳定性的问题,考虑对动圈简化模型圆柱壳外加加强筋,并将动圈材料由铝合金材料,换为强度更高的铁磁性材料合金钢。在求解的过程中考虑到动圈是弹性约束,因此对一般弹性边界下的假设位移函数进行了改进,同时利用有限元方法求解模态与本文中的新方法进行了对比验证,并将此新方法应用到动圈模型上,求解模态。接下来研究了动圈结构径向方向运动在轴向面内激励与横向激励同时作用下的非周期振动现象,并在此基础上加入加强筋,探究加强筋以及长径比等因素对混沌现象的影响,给出在设计动圈结构过程中的建议。最后研究了动圈结构的参激次共振与主共振幅频响应问题,并探究了加强筋、磁场、长径比对响应的影响,给出设计建议。(1)首先针对带有加强筋的铁磁性材料简化模型,即动圈结构建立径向均匀磁场作用下的动力学模型。建模过程中采用一阶剪切理论与冯卡门非线性大变形理论,利用哈密顿原理得到动力学方程。建模过程中加入了磁体力与磁力偶,并引入了横向激励、轴向激励与面内预紧力。最终得到5个方向的非线性动力学方程。(2)根据动圈结构在工程应用中为弹簧约束,采用弹性边界条件,建立了弹性边界条件方程。根据以往文献,对经典薄壳下的弹性位移函数进行改进,建立了一阶剪切理论下的弹性位移函数。去掉运动方程中的非线性项、阻尼与激励,将弹性位移函数代入到运动方程与弹性边界条件方程后,进行伽辽金截断求解特征方程,最后得到动圈结构的频率与模态。通过改变弹簧系数得到不同边界下动圈结构的频率与模态,并利用有限元方法对结果进行对比验证。将前人的方法应用到本文并进行时间的对比,证明了本文新方法的准确性与高效性,同时也得到了动圈结构振动过程中的动态特性。(3)在考虑完线性问题后,对方程中引入非线性项、轴向面内激励与径向激励。去掉除径向方向的惯性项,将除了径向方向之外的四个方程代入到径向运动方程,并对方程进行二阶离散,得到非线性常微分方程。利用龙格-库特方法对方程进行求解,求得一阶模态与二阶模态下的位移时间响应图、相图、叁维相图、庞加莱映射图以及混沌分叉图。找到使动圈结构产生分叉与混沌的面内激励幅值大小,并分别画出一倍周期、二倍周期以及混沌情形下的响应图进行分析。在此基础上,引入加强筋,探究加强筋、长径比等尺寸的微调对使动圈结构产生混沌运动的面内激励幅值的影响。之后给出在设计动圈结构时可以考虑的建议,加强筋可以使动圈结构更不容易产生混沌现象,在设计的过程中可以尝试加筋等。(4)最后,通过调节预紧力与激励等因素,使系统产生参激共振与径向激励下的主共振现象。利用多尺度法对上一章得到的两阶径向非线性运动方程进行求解,最后得到幅频关系方程。利用龙格-库特方法对方程进行求解,得到两阶模态的幅频响应曲线,并探究加强筋、磁场、长径比、面内激励、径向激励等因素对响应的影响。(本文来源于《北京工业大学》期刊2018-05-01）
兰凤崇,黄培鑫,陈吉清,刘金[5]（2018）在《车用电池包结构动力学建模及分析方法研究》一文中研究指出汽车动力电池包多由单体电池、模组、壳体、电器联接部件及管理系统装配成整体,在变温、振动环境下完成充放电功能。其性能的可靠和安全直接决定了电动汽车的正常运行。研究复杂电池包结构的动力学建模和分析,探索其内部精细结构以及整体电池包的动力学响应,是车用电池包开发和结构、性能优化的迫切需要。提出了基于单体等效力学参数和实际接触连接条件的复杂电池包系统建模和动力学分析方法,结合电池包开发实例,建立各部分子模型并进行试验验证,通过优化算法确定最佳接触参数;对比集中质量模型、简化连接模型、接触模型的模态仿真结果,验证所建模型的有效性和精度,说明建模方法的可行性;获得了实例电池包内部关键电接触点在随机振动下的响应,发现同一振动工况下不同位置触点的加速度响应差异很大,呈现很强的不均匀性。给出了螺栓连接的电池包装配体动力学精细化建模方法和分析思路,对同类型电池包结构设计、安全性分析有实际意义。(本文来源于《机械工程学报》期刊2018年08期）
王陶[6]（2017）在《舰载机着舰结构动力学建模、计算及响应优化》一文中研究指出舰载机着舰是一个包含多学科的复杂工程系统动力学问题。不同于一般的陆基飞机,舰载机的着舰环境更为严酷与危险。为了保证航空母舰的作战能力,舰载机必须安全高效地在航空母舰上进行回收,于是有必要对舰载机着舰过程中所涉及到的关键技术进行研究。本文基于结构动力学理论、瞬态非线性有限元、代理模型技术和最优控制理论,并结合计算机仿真开展了考虑柔性机身的模型减缩方法、起落架参数识别、飞机燃油箱流-固耦合动力学分析以及最优轨迹计算的研究。具体可以归纳为以下几个方面:(1)开展了考虑机身柔性的飞机着舰动力学模型减缩方法的研究。提出了一种针对具有局部非线性着舰系统的混合空间自由界面模态综合法。根据系统特性,将结构划分为线性子结构与非线性子结构;其中线性子结构可以通过模态转换进行模型减缩,而起落架系统作为非线性子结构,仍保留在物理空间中。然后通过模态综合技术将二者组装为综合模型。在综合过程中,通过提出一种新的假设高阶模态集构造方法,很好地解决了结构包含刚体模态时的剩余柔度矩阵求解问题。为了定量地描述各阶模态的重要度,提出了一种模态选取准则方法,从而选取出贡献占比较大的低阶模态用于模态综合。最后通过数值算例验证了方法的有效性,计算结果表明运用本文方法可以在保证计算精度的基础上有效提高飞机着舰动力学的分析效率。(2)针对起落架设计过程中一些参数不可测的问题,提出了一种基于代理模型技术的起落架参数识别方法。考虑起落架与航空母舰的耦合运动,选取起落架缓冲器轴向载荷的时域响应的均方差作为目标函数,并通过径向基函数构造目标函数的代理模型,然后引入优化算法实现对参数的辨识。最后分别对常参数与时变参数的起落架模型进行了参数识别计算,数值算例的计算结果表明所提出方法的具有较高的辨识精度。(3)开展了在着舰环境下飞机燃油箱流-固耦合动力学问题的研究。采用ALE方法建立了飞机燃油箱流固耦合模型,通过仿真计算模拟了着舰环境下飞机燃油箱内燃油的运动情况,并研究了不同防波板结构对燃油箱结构强度的影响。为通过仿真分析手段解决着舰环境下飞机燃油箱抗振设计提供了指导依据。(4)开展了舰载机着舰过程最优轨迹的研究。以拦阻索释放速度为控制输入建立了不考虑弯折波的理想拦阻过程动力学模型,然后以拦阻过程中尽可能保持加速度恒定为主要性能指标,采用高斯伪谱法获得系统的一组最优轨迹。通过虚拟样机技术建立了舰载机着舰刚柔耦合动力学模型,将得到的最优拦阻索释放速度作为拦阻系统的控制输入条件,分别对考虑拦阻索质量与不考虑拦阻索质量下的舰载机着舰过程的仿真结果进行了讨论。计算结果显示,通过求解最优控制方程得到最优轨迹可以基本满足拦阻过程飞机加速度恒定的设计指标,但计入弯折波效应后会使拦阻钩载在拦阻初期出现明显的波动效应。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2017-12-01）
朱广荣[7]（2017）在《大型民机结构动力学建模与适航验证分析技术研究》一文中研究指出本文以我国大型客机研制过程中出现的有关结构动强度问题为牵引,综合利用理论分析、有限元技术和实验等多种手段对民机结构动力学及适航验证分析中的若干瓶颈技术进行了探索。通过研究提出既满足我国现阶段实际工程需要,又与适航条款规定相适应的大型客机结构动力学及动强度试验与分析方法,为我国民机研制结构动强度分析与校核提供理论依据和实施手段,也为后续开展的其他民机型号研制工作积累研究经验。论文的主要工作有:(1)通过数值分析探索了典型航空结构件结构动力学模型因几何简化带来的计算误差来源,并根据细化的L形长桁结构动力学模型的受力特点和模态振型,提出了L形长桁结构的等效动力学建模方法,提高了典型细长航空结构件结构动力学模型的计算精度。同时,给出了螺栓连接结构的等效动力学建模法则及相应的连接结构模型参数计算方法。(2)提出了基于子结构综合技术的局部非线性系统自由度减缩方法。通过子结构综合技术将作为线性系统的飞机结构变换到模态坐标下进行自由度减缩,然后与在物理坐标下表示的具有非线性特性的起落架缓冲系统进行子结构综合,获得在模态坐标与物理坐标混合空间内的综合方程,解决了大型客机结构动力学模型计算规模庞大,计算效率低的问题。(3)根据适航条例相关条款要求,建立了ARJ21-700飞机的鸟撞动力学模型,通过数值计算模拟了鸟体撞击水平尾翼结构上的不同部位的尾翼结构损伤过程,并开展了水平尾翼鸟撞动力学试验对计算结果进行了验证,讨论了影响模型计算结果的因素,给出了提高抗鸟撞能力的手段。(4)针对适航条例里规定的声疲劳特性验证问题,在某型飞机结构有限元模型的基础上结合发动机噪声声压数据进行了声疲劳分析,明确了声疲劳的可能发生部位,通过30万个起落的等效试验对某型飞机的声疲劳寿命进行了验证。(5)提出了一种基于模态应力来确定白噪声激励下的结构应力集中部位,并在此基础上进行疲劳寿命预估的方法。随后,以ARJ21-700飞机平尾整流罩支架裂纹问题为研究对象,在结构动力学模型计算结果的基础上提出了支架结构改进方案,并通过仿真分析和试验两种手段对所提出的支架改进方案进行了验证。(6)建立了ARJ21-700飞机应急着陆全机动力学有限元模型和燃油管路细节有限元模型,明确了CCAR/FAR 25.994条款规定的技术要求,通过仿真分析技术对该型飞机在应急着陆环境下的燃油管路动强度进行了评估,确定了应力集中部位和柔性结构承载能力。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2017-06-01）
宿柱[8]（2017）在《功能梯度结构动力学建模及振动特性研究》一文中研究指出功能梯度材料是一种新型的多相复合材料,其特点是材料的宏观特性在空间上呈现连续变化。相比于传统层合复材,可以有效地降低或消除应力集中现象。通过有针对性的改变各组分相含量的空间分布,可实现材料的多功能性。由于具有独特的优良性能,功能梯度材料在船舶、航空、航天、核能等诸多领域具有广阔的应用前景。随着功能梯度板壳结构在工程中的大量应用,其振动问题受到广泛的关注。因此,建立功能梯度板壳结构的动力学分析模型,准确预报和评估其振动特性,可为功能梯度结构的设计和优化提供理论基础和工程指导,具有重要的应用价值。本文围绕功能梯度板壳及其耦合系统的动力学建模问题开展了如下研究:为在机理层面深入探讨功能梯度板壳结构振动特性,建立了叁维动力学统一模型。由于不存在对应力和应变分布规律的任何假设,该模型适用于任意厚度的板壳结构,不仅可以提供高精度的解,还可以更加全面且准确的揭示其振动特性。因此,基于该模型的解可以作为简化理论和其他计算方法的校验基准。另外,针对边界条件的多样性和复杂性,通过罚函数法实现了边界条件的参数化处理,有效提高了该模型处理边界条件的灵活性。在实际工程中,对工程结构振动特性的预报,不仅需要满足精度要求,还要具有较高的计算效率。为此,建立了基于剪切变形理论的功能梯度板壳结构动力学快速预报模型。除在处理边界条件上展现出极大灵活性外,剪切变形理论的应用使该模型在满足计算精度要求的同时也具有较高的计算效率。该方法不仅可用于处理单层功能梯度结构的振动问题,在层合功能梯度结构振动问题上也展现出极好的适用性。由于材料属性空间上的可变性,基于有限元法的商业软件难以实现对功能梯度结构的有效仿真计算,因此,该模型可以作为替代手段之一,具有重要的应用价值。针对功能梯度耦合壳体的振动问题,提出了一种新的建模方法。该方法不仅实现了子结构模型的重复利用,提高了建模的效率,还通过采用大单元处理复杂耦合壳体结构,大幅降低了整体结构的自由度,提升了计算效率,有效拓展了计算频率的范围。由于在构造位移函数时引入了边界节点位移信息,因此,该方法能够灵活且有效的处理子结构交接面的连续条件以及整体的边界条件。从大量文献调研来看,对功能梯度耦合壳体振动特性的研究工作尚属首例,具有重要的理论意义。作为功能梯度材料的延伸,通过与压电材料相结合,发展出一种兼具两者优点的新型材料,称为功能梯度压电材料。然而,复杂的材料特性以及多场间的耦合为准确建立动力学分析模型提出挑战。为此,建立了任意边界条件下功能梯度压电结构振动特性分析模型。首次引入罚函数法处理压电结构的电学边界条件,使该模型具有了更加广泛的应用场合,丰富和发展了功能梯度压电结构的分析方法。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2017-04-01）
王恩美,邬树楠,谭述君,吴志刚[9]（2016）在《面向分布式振动控制的大型空间结构动力学建模》一文中研究指出航天任务需求使大型空间结构的应用越来越广泛(如大型高精度反射器、空间太阳能电站等),受空间环境温度变化、姿态调整、轨道机动、执行机构在轨工作等影响,大型空间结构往往出现低频持续振动现象,从而对系统性能造成不利影响。这类结构的振动控制主要难点在于复杂的结构动力学特性以及数目庞大的观测量与控制量。传统的集中控制技术需要利用所有的模型信息和观测量来计算全体控制量,使控制器的设计与求解的复杂性急剧增加;而分布式控制则充分利用大型空间结构自身的周期性特点,通过分布式建模技术,只需设计子结构的独立控制器,利用自身和周边子结构的信息求解控制量,从而大大简化了控制器的设计和求解过程。因此,分布式建模是实现分布式控制的前提,也影响着整体的控制效果。为建立面向分布式振动控制的大型空间结构动力学模型,首先将大型空间结构划分为多个周期子结构并确定子结构间的交互区域;基于有限元建模方法,建立包含与时间及与空间相关的两种状态变量的子结构动力学模型;然后,研究分布式建模中交互区域大小与子结构大小之间的关系、对分布式模型有效性的影响等。最后,给出动力学模型的数值仿真结果。与面向集中控制的模型相比,面向分布式振动控制的大型空间结构动力学模型维数大幅减小,具备的重复性允许动力学模型拼装扩展,实现简单,为下一步要开展的大型空间结构的分布式振动控制打下了基础。(本文来源于《第二届可展开空间结构学术会议摘要集》期刊2016-10-23）
赵珧冰,赵跃宇[10]（2016）在《考虑温度效应的索梁结构动力学建模研究》一文中研究指出由柔性索和弹性梁组合而成的索梁结构,由于柔性索的几何非线性以及拉索和主梁之间的耦合连接条件,当受风、雨、地震及交通荷载等激励作用时,会产生丰富的非线性动力学现象。然而索梁结构极易受到周围环境温度变化的影响,导致其拉索张拉力、主梁应力和应变等发生明显改变,影响其动力学特性。前期研究表明:温度变化会定性或定量地改变拉索和主梁非线性振动特性。据此,本文以工程中广泛应用的索梁结构为研究对象,基于增量热场理论,分别建立索梁结构静平衡、热应力平衡、自由振动以及强迫振动状态下的微分方程。基于上述平衡微分方程,在系统非线性动力学特性不失真的前提下,结合索梁结构的边界条件和耦合连接条件,对上述方程进行约化降维。引入无量纲参数,最终建立考虑温度效应的索梁结构非线性动力学模型,推导其面内和面外耦合的非线性运动微分方程。(本文来源于《第十届动力学与控制学术会议摘要集》期刊2016-05-06）
结构动力学建模法论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为分析C/SiC盖板式热防护结构的动力学特性,分别建立了盖板式热防护结构的理论模型和有限元模型。首先,利用经典的拉格朗日函数能量法推导了C/SiC盖板式热防护结构理论模型的运动方程;其次,研究了C/SiC盖板式热防护结构的有限元模型采用不同的单元类型建模对其模态基频计算结果的影响;最后,基于线性假设研究了共节点和线性接触这两种装配建模方法对模态基频计算结果的影响,为建立C/SiC盖板式热防护结构合理的有限元模型提供参考。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
结构动力学建模法论文参考文献
[1].赵曦明.火箭结构动力学建模及模态偏差分析[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].孙兵,蔡巧言,解海鸥,郭鹏飞,石伟.C/SiC盖板式热防护结构动力学建模方法[J].导弹与航天运载技术.2018
[3].刘树青,贾茜,张越,李波,汪木兰.剪式可展机构的结构动力学建模及实验研究[J].机械设计与制造工程.2018
[4].方政.大型电动振动台动圈结构动力学建模与分析[D].北京工业大学.2018
[5].兰凤崇,黄培鑫,陈吉清,刘金.车用电池包结构动力学建模及分析方法研究[J].机械工程学报.2018
[6].王陶.舰载机着舰结构动力学建模、计算及响应优化[D].南京航空航天大学.2017
[7].朱广荣.大型民机结构动力学建模与适航验证分析技术研究[D].南京航空航天大学.2017
[8].宿柱.功能梯度结构动力学建模及振动特性研究[D].哈尔滨工程大学.2017
[9].王恩美,邬树楠,谭述君,吴志刚.面向分布式振动控制的大型空间结构动力学建模[C].第二届可展开空间结构学术会议摘要集.2016
[10].赵珧冰,赵跃宇.考虑温度效应的索梁结构动力学建模研究[C].第十届动力学与控制学术会议摘要集.2016