基于質(zhì)量優(yōu)化分布的結(jié)構(gòu)動力學(xué)建模研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)振動系統(tǒng)的建模問題是結(jié)構(gòu)動態(tài)分析的基礎(chǔ)，有限元單元法是建模的一種常用的方法，該方法首先離散連續(xù)的彈性體，然后從能量原理出發(fā)建立起整體控制方程，利用數(shù)值方法求解，得到結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、位移、速度及加速度等。對于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)，精確動力學(xué)有限元模型建立非常困難?？紤]在結(jié)構(gòu)有限元分析過程中，一般都會先行建立靜力學(xué)模型,結(jié)構(gòu)動力學(xué)有限元模型可以通過修改特定的靜力學(xué)有限元模型來得到。只要能夠給結(jié)構(gòu)賦予合適的質(zhì)量分布和阻尼特性，就可以用相對較小的工作量

2、通過修改靜力學(xué)有限元模型建立結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型，從而大大縮短動力學(xué)模型建立的時間和經(jīng)費。 本文研究了在靜力學(xué)模型基礎(chǔ)上，對靜模型進(jìn)行預(yù)處理，優(yōu)化質(zhì)量分布，快速建立起符合模態(tài)實驗結(jié)果的動力學(xué)模型。將有限元模型質(zhì)量離散到模型節(jié)點上，通過計算結(jié)構(gòu)各個節(jié)點質(zhì)量對固有頻率的靈敏度建立起以各個節(jié)點質(zhì)量修改量最小為目標(biāo)函數(shù)，以結(jié)構(gòu)部件的質(zhì)量、重心位置、慣性矩以及結(jié)構(gòu)模態(tài)實驗測試所測的固有頻率、固有振型為約束條件的優(yōu)化模型。求解此非線性優(yōu)化模型，即