卫星结构高保真建模方法研究文献综述

 2022-10-16 15:44:38

文献综述(或调研报告):

近年来,试验模态分析技术的不断发展,使得实际工程结构可以用试验的方法获得足以满足工程应用精度要求的结构模态参数(包括固有频率、阻尼比和振型等)。利用试验模态参数修正结构有限元模型成为模态分析技术的一个引人注目的应用领域。

夏益霖[1]中提出一种利用模态试验获得的非完备模态参数(频率和振型)修正结构有限元模型的质量和刚度矩阵的方法,该方法的主要思想是:将有限元模型划分为若干个子结构(或单元),质量和刚度矩阵修正量表示为子结构修正系数的函数,利用动力缩聚方法将有限元摸型缩减到测量自由度,利用缩聚模型的正交条件和特征方程建立修正系数与测量模态参数的关系,这是一非线性方程组,利用数值方法求解可以得到有限元模型的修正量.这种修正方法可使修正后的有限元模型保持原有的自由度和稀疏带状特性。

在文献[1]基础上,夏益霖[2]又提出发展了一种用试验频响函数修正结构有限元模型的质量、刚度和阻尼矩阵的方法,通过拟合结构在测量自由度上的试验频响函数获得了模型修正量,从而避免考虑试验和理论模态的顺序一致性,并保持修正后的模型具有原有的自由度和稀疏带状特性。

张令弥[3]对动态有限元模型修正中两大环节-试验/计算相关分析和模型参数修正,分别作了系统介绍和综合评述。经典的试验/计算相关、比较方法是互正交检验,即利用试验振型矩阵和计算振型矩阵对质量矩阵的加权正交性,来寻找试验/计算模态对应关系,以及相关程度。如加权正交矩阵对角线元素大于0.9,非对角线元素小于0.1被认为相关较好。经典正交相关用Guyan缩聚质量矩阵。新的减缩方法的发展,也改进了试验/计算相关比较的可靠性。

近10年来在相关分析中另一方面的进展是提出了一些新的相关分析方法,如振型相关

矩阵(MAC)法。坐标振型相关矩阵((COMAC)法等。由于无需质量矩阵,使这些方法获得广泛应用。新近提出的互易振型向量(RMV)相关分析,既无需直接使用缩聚质量矩阵,又考虑了振型正交性,引起人们重视。

图1 试验/计算相关分析示意图

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