结构动力重分析的向量值有理逼近方法

研究动力重分析问题,针对结构参数大修改,提出一种将矩阵摄动法与向量值函数的有理逼近方法组合起来的新方法.在只增加少许计算量的情况下,利用向量值函数的有理逼近方法以及Rayleigh商来改善摄动解的逼近质量并扩大其逼近范围.该方法操作简单,易于辅助.两个数值例子表明,所提出的方法对结构参数发生大修改能够给出高精度的逼近结果.对结构参数大修改的动力重分析,向量值有理逼近是一种有效方法.

子结构灵敏度综合在结构动力重分析中的应用

提出了一种利用子结构灵敏度综合进行基于灵敏度分析的结构动力重分析的新方法。通过固定界面子结构模态综合技术,有效减少了自由度数目,达到了减少计算量的目的。同时,还给出了利用子结构灵敏度综合求解结构n阶特征灵敏度的一般表达式。所提出的结构动力重分析方法操作简单,易于实现,适用于大型复杂结构的结构动力重分析。

基于有理逼近和灵敏度分析的结构动力重分析方法

提出了一种新的结合特征灵敏度直接法和向量值函数有理逼近的结构动力重分析方法。给出了直接法简单特征对n阶灵敏度分析的一般表达式。利用向量值函数有理逼近,减小固有振型n阶Taylor展开的截断误差。数值算例表明,对结构设计参数作大修改时,该方法能够给出高精度的逼近结果。新方法不需要系统的全部模态,因此,适用于大型复杂结构的动力重分析。

结构动力重分析的子结构有理逼近

在基于子结构灵敏度综合的结构动力重分析方法的基础上,应用向量值函数有理逼近,提出了一种新的结构动力重分析方法。子结构方法的应用,有效减少了结构自由度数目,达到了减少计算量的目的。将向量值函数有理逼近应用于截断的Taylor级数,提高了计算精度,扩大了收敛范围,适用于结构作大修改的情形。数值算例表明,所提出的方法对结构参数发生大修改能够有效降低Taylor级数截断的误差,给出高精度的逼近结果。

重频结构大修改动力重分析的矩阵摄动法

为拓展矩阵摄动法在结构重分析中的适用范围,提高重分析计算精度,针对重频结构参数大修改提出了重频结构动力重分析的矩阵摄动法。采用高次增量法将反映重频结构参数改变的质量矩阵和刚度矩阵的增量分别表示为小参数ε的一次与二次幂项之和,根据矩阵摄动理论推导得到重特征值的二阶摄动解及相应特征向量的一阶摄动解。数值算例表明,所提出方法极大提高了重频结构大修改下的动力重分析计算精度。

大修改结构特征向量重分析的混合基展开法

为拓展基于矩阵摄动理论的结构重分析方法在实际工程中的适用范围,提高重分析计算精度,针对结构模态空间不完备和参数大修改提出了结构动力重分析的混合基展开法。利用已知的少数几个可能不连续的低阶模态构造出整个模态空间的一个混合基,同时将反映结构参数改变的质量矩阵和刚度矩阵的增量表示为高次增量形式,保留了经典摄动法简单易行的特点。数值算例表明,所提出方法适用范围广,极大提高了结构大修改下的动力重分析计算精度。

面向跨音速气动弹性剪裁的颤振时域自动化预估方法

随着对燃油效率和先进气动、结构的关注,复合材料在飞行器结构设计中得到越来越多的应用.在复合材料气动弹性剪裁设计过程中,为了满足气动弹性要求,需要反复对复合材料结构参数进行修改,不可避免地需要重新构建气动弹性剪裁模型,气动弹性剪裁模型重建和气动弹性性能评估过程会耗费大量时间和人力,尤其在跨音速区域,这些都大大增加了飞行器设计的时间和人工成本.为了发展更高效复合材料机翼气动弹性剪裁方法,本文从提高气动弹性性能评估过程效率入手,基于结构动力重分析法提出了一种面向跨音速气动弹性剪裁的颤振时域自动化预估方法.采用改进Agard 445.6复合材料机翼为模型对本文所提出方法的有效性和精度进行了验证.仿真结果表明本文所提出的自动化气动弹性性能预估方法可以以较高的精度对气动弹性剪裁过程所必须的结构气动弹性响应进行预估,尤其可以避免大量的人工手动修改气动弹性模型的过程,这大大提高了跨音速复合材料机翼气动弹性剪裁自动化程度和设计效率.