基于界面位移控制的頻響子結(jié)構(gòu)法及試驗研究.pdf

1、動力子結(jié)構(gòu)法由于能夠大大減小模型的求解規(guī)模，節(jié)約計算成本，也方便部門之間的分工合作與子結(jié)構(gòu)模型修改，已越來越多地應用到大型復雜裝配結(jié)構(gòu)中去。動態(tài)子結(jié)構(gòu)法主要包括模態(tài)綜合法（CMS, Component Mode Synthesis）與頻響綜合法（FBS, FRF-based substructure），CMS法在試驗模型綜合時尚有許多難點未解決，并且存在模態(tài)截斷的誤差。隨著頻響函數(shù)（FRF, frequency response fun

2、ction）測量精度的提高，F(xiàn)BS法的應用越來越廣泛，其可進行理論模型之間、試驗模型之間和混合模型之間的FBS。
　　近年，F(xiàn)BS法在汽車、船舶、航空航天等領域得到了極大應用，但是在應用過程中往往會出現(xiàn)一些問題，限制了此方法的發(fā)展。首先，傳統(tǒng)FBS方法只能處理各個子結(jié)構(gòu)連接界面網(wǎng)格或測點一致的情況，而在實際工程應用中，各個子結(jié)構(gòu)的FRF有時是由不同部門獲得，可能通過數(shù)值計算獲得，也可能通過試驗獲得，無論是理論模型、試驗模型，或是混

3、合模型之間的綜合，不可避免的要面對界面網(wǎng)格或測點不一致的情況，這樣就需要對連接界面進行處理，并改進FBS公式，以保證子結(jié)構(gòu)拼接后的FRF和整體FRF一致；其次，各個子結(jié)構(gòu)的FRF一般與整體坐標系下的不同，這就需要將各個子結(jié)構(gòu)的FRF通過一定的坐標變換，得到整體坐標系下的FRF，然后才能進行拼接；再者，對于一些工程中的對稱結(jié)構(gòu)，有時只需要知道一個或幾個子結(jié)構(gòu)的 FRF信息，其他子結(jié)構(gòu)FRF通過已知子結(jié)構(gòu) FRF變換得到，這樣不僅大大提高了

4、計算效率，也省去了每個子結(jié)構(gòu)模型建立的過程。
　　本文首先將動力子結(jié)構(gòu)方法應用在工程實際中，然后針對上述FBS中出現(xiàn)的問題展開研究，提出了界面位移控制的FBS算法來解決子結(jié)構(gòu)界面連接點不一致的現(xiàn)象，在綜合過程中引入FRF的旋轉(zhuǎn)和鏡像操作，進一步解決了子結(jié)構(gòu)坐標系與整體坐標系不同的情形，也適用于對稱結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)或鏡像綜合，提高計算與建模效率。最后，對所提界面位移控制FBS算法展開試驗探究，驗證了所提算法應用在混合模型FBS中的可行性。