非经典阻尼结构动力学模型缩聚方法研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:wonghost
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
针对非经典阻尼结构,本文以构建低维、高精度动力学模型为主线,从自由度缩聚角度出发,就如何提高计算效率和降低所需计算机资源做了有针对性的研究工作,并提出了几种有效的模型动态缩聚方法。利用这些方法可以快速获得高维结构动力学模型缩聚后的低维模型,从而便于进行结构的动力学分析、设计、优化以及控制。数值算例表明,相对于已有方法,文中给出的模型缩聚方法提高了计算效率、减少了所需的计算机资源。由于无阻尼结构模型缩聚问题是进行模型缩聚方法研究的出发点,故本文第一部分对无阻尼结构进行了相关的模型缩聚方法研究。具体工作如下:(1)系统模型缩聚前后,充分利用主自由度对应系数等价这一特性,构建迭代传递矩阵表达式,形成了一种等价缩聚方法。该方法与迭代修正降阶方法对应的计算结果精度相当,并具有推导过程简单、物理意义明确的优点。(2)将子结构方法分别与等价缩聚方法、迭代缩聚方法相结合,形成了等价子结构缩聚方法和迭代子结构缩聚方法。与原等价缩聚方法和迭代缩聚方法相比,上述两种基于子结构的模型缩聚方法将整体模型剖分为若干个便于进行动力分析的子结构,在每个子结构内分别进行结构自由度缩聚,从而使实际参与计算的矩阵维数大为减少,并且舍弃了各子结构中副自由度之间的不相关量,使其计算量相应减少,计算效率得以提高,便于利用有限的计算机资源对整体结构动力学模型进行缩聚处理。数值算例证明了该模型缩聚方法的有效性。基于在复特征方程基础上发展起来的模型缩聚方法,本文第二部分针对非经典阻尼结构动力学模型,在状态空间内利用对应的复特征方程进行了相关的模型缩聚方法研究。具体工作如下:(1)在状态空间内利用复特征方程,将迭代模型缩聚方法由位移空间扩展到状态空间,形成了一种修正迭代缩聚方法,从而在模型缩聚过程中能够充分考虑非经典阻尼特性对传递矩阵的影响,保证了迭代运算的收敛性。与其他状态空间模型缩聚方法相比,该方法节省了大量计算时间并降低了迭代运算所需的计算机资源。数值算例表明,该缩聚方法不仅能够保证模型缩聚后的精度,而且具有很高的计算效率(2)将子结构方法和修正迭代缩聚方法相结合,形成了一种修正迭代子结构缩聚方法。与原修正迭代缩聚技术相比,该方法去除了各子结构中副自由度之间的无关量,且在各子结构中分别进行相关矩阵运算,很大程度上降低了实际参与运算的矩阵维数,极大地提高了计算效率,便于在有限的计算机资源下进行整体结构高维动力学模型的缩聚运算。数值算例表明,该缩聚方法不仅能够保证模型缩聚后的准确性,而且具有更高的计算效率。针对状态空间模型缩聚方法占用计算机资源多的局限性,本文第三部分针对非经典阻尼结构动力学模型,在位移空间内利用系数矩阵等价原则进行了相关的模型缩聚方法研究。具体工作如下:(1)系统模型缩聚前后,充分利用主自由度对应系数的等价方程,构建包含系统刚度和阻尼特性的传递矩阵,形成了一种等价缩聚方法。与状态空间模型缩聚方法相比,该方法直接定义于位移空间内,系统矩阵维数未增加,故有利于利用更少的计算机资源构建结构模型缩聚的传递矩阵。(2)将上述等价缩聚方法和子结构方法结合,形成了一种更为有效的等价子结构缩聚方法。该方法去除了各子结构中副自由度之间的无关量,且在各子结构中分别进行相关矩阵运算,极大地提高了模型缩聚的计算效率,降低了对计算机资源的需求。
其他文献
一般说来,红外光电探测器均工作于3μm~5μm(中波红外)或者8μm~14μm波长范围.这一方面是因为这两个波长范围与人们进行远距离探测的两个大气透射窗口相对应,另一方面则是因为
针对高烈度区高层隔振结构振动控制问题,基于调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)振动控制原理,研究该类型结构风致振动的控制效果。首先根据Davenport脉动风速谱,采用谐
随着知识经济的发展和我国教育教学改革的进一步深入,学校的班级管理工作已经有了新的变化和要求。基于此,笔者试图运用马克思主义哲学的基本原理,结合科学发展观的要求和现代班
<正> 红外焦平面列阵可以用来探测由一个场景发射或反射的电磁能量并将该电磁能量转换成与该场景的一幅图像相对应的电信号。为了达到最高的性能和灵敏度,红外焦平面列阵必须
<正>2017年12月7日,在"一带一路"(南宁)动漫游戏产业合作发展论坛开幕式上,腾讯视频、接力出版社有限公司和南宁峰值文化传播有限公司签署了三方战略合作协议,共同推动《海豚
背景与目的:B7-H3是近年来新发现的协同刺激分子B7家族成员,但目前其在骨肿瘤中的表达及作用机制尚不明确。该研究旨在通过检测人骨肉瘤中B7-H3分子的表达,分析其与患者临床病理
患儿男,13天,因"早产,呼吸困难"收入院,其母患有重度子痫前期,于孕28周经剖宫产娩出胎儿,患儿生后即出现呼吸困难。查体:呼吸略促,反应状态差,肤色苍白。超声心动图:左旋支独立起
桥梁深水基础施工采用钢板桩围堰,由于水深较大,钢板桩承受较大水压力。为验算结构安全性,采用ANSYS建立钢板桩围堰三维有限元模型,模拟围堰施工过程,分析研究其应力状况,判
以硅酸钠和硅溶胶分别作为导向剂和母液的硅源,通过控制导向剂和反应体系的碱度对小品粒NaY分子筛的水热合成进行了研究,并借助XRD、XRF、SEM、激光粒度分布仪(DLS)等分析手
<正>1 战争催生红外对抗大市场 红外制导的空空和地空导弹对战术飞机构成了最大的威胁,特别是对低空、慢速飞行的直升机。第一代红外制导导弹使用工作在1μm和2μm波段的红外