航天器典型結(jié)構(gòu)中高頻動(dòng)力學(xué)環(huán)境預(yù)示的能量有限元方法.pdf

1、結(jié)構(gòu)的振動(dòng)環(huán)境預(yù)示問(wèn)題一直是工程上非常關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題，近年來(lái)人們對(duì)環(huán)境預(yù)示的要求已經(jīng)不僅僅是只關(guān)注低頻域的結(jié)構(gòu)振動(dòng)問(wèn)題，而是涉及到中高頻域的聲振耦合問(wèn)題，因此對(duì)目前的動(dòng)力學(xué)環(huán)境預(yù)示方法提出了更高的要求。在傳統(tǒng)的振動(dòng)預(yù)示方面，有限元方法(FEM)占據(jù)著十分重要的地位，但是作為基于單元離散的確定性方法，其不可避免的存在著在高頻域計(jì)算量過(guò)大的問(wèn)題，此外，F(xiàn)EM在高頻時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)幾何、物理等存在不確定性的參數(shù)的變化較為敏感，這也限制了有限元方法在中

2、高頻域的應(yīng)用。目前，對(duì)于中高頻的振動(dòng)環(huán)境預(yù)示問(wèn)題，尤其是聲振耦合問(wèn)題，用的最多的是基于統(tǒng)計(jì)平均的能量類方法，如統(tǒng)計(jì)能量分析(SEA)。統(tǒng)計(jì)能量分析將每個(gè)子系統(tǒng)的振動(dòng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，改善了確定性方法在高頻時(shí)計(jì)算量過(guò)大以及不確定性的影響，但是帶來(lái)的直接問(wèn)題是無(wú)法精確預(yù)示每個(gè)子系統(tǒng)某個(gè)局部的響應(yīng)，此外，SEA對(duì)子系統(tǒng)的模態(tài)密度有嚴(yán)格要求，這都限制了SEA方法在實(shí)際工程中的應(yīng)用，因此，較為理想的方法是那種既能克服確定性方法缺點(diǎn)又兼具SEA方法優(yōu)點(diǎn)

3、的方法。而能量有限元分析(EFEA)方法就是具有這種特點(diǎn)的一種方法。
　　本文主要通過(guò)對(duì)EFEA方法的研究，希望能將EFEA方法運(yùn)用到實(shí)際復(fù)雜的工程問(wèn)題中去。為此，在本課題中首先研究了EFEA方法的基本理論，然后對(duì)MSC.NASTRAN中的EFEA模塊建模方法及仿真分析方法進(jìn)行了研究，并完成了二次開(kāi)發(fā)工作。結(jié)合工程中一個(gè)較為復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題，本文采用了EFEA與SEA兩種方法進(jìn)行了振動(dòng)環(huán)境的預(yù)示，并據(jù)此進(jìn)行了對(duì)比分析，對(duì)EFEA方法