[发明专利]舰船机电控制设备虚拟振动和冲击试验方法

权利要求书

1.一种舰船机电控制设备虚拟振动和冲击试验方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1）建立设备几何模型：依据舰船机电控制设备的结构形式，简化结构复杂而对设备振动、冲击性能影响不大的构件、元件或连接形式；再用参数化设计语言生成机电控制设备的点、线、面和体特征，并进行相应的加、减、合并和粘结特征处理以及进行移动、复制、旋转和镜像几何模型处理，直至生成机电控制设备的参数几何模型；

2）建立有限元模型：依据机电控制设备中结构的材料类型、实参数，收集各种结构的材料力学参数，再结合机电控制设备结构的复杂程度、计算时间、结果精度，确定有限元建模中选择的单元类型、网格划分形式；

3）虚拟模态试验：在步骤2）有限元模型上施加边界条件，确定模态分析的方法，设置模态分析的频率范围和模态阶数，设定计算结果后处理参数，最后提交计算求解；

4）虚拟振动试验：在步骤2）有限元模型上施加边界条件，确定振动谐响应分析的方法、设置振动分析的频率范围、设定计算结果后处理参数，最后提交计算求解；

5）虚拟冲击试验：在定义元器件之间的接触类型和接触参数，在步骤2）有限元模型上施加边界条件和冲击载荷，设置冲击计算的时间、计算结果输出的步数，生成机电控制设备冲击计算的k文件，提交非线性动力学分析软件LS_DYNA进行冲击计算，对计算结果进行后处理输出；

6）舰船机电控制设备虚拟振动和冲击再试验：结合机电控制设备动态特性的试验测试结果，并通过对参数化有限元模型的修改，开展不同几何模型、不同材料参数及不同工况的机电控制设备的虚拟再试验，直至虚拟试验结果与试验测试数据之间的误差满足要求。

2.根据权利要求1所述舰船机电控制设备虚拟振动和冲击试验方法，其特征在于，所述步骤3）中的模态分析的方法可选分块Lanczos法、子空间法、缩减法、非对称法、阻尼法以及QR阻尼法中的任意一种。

3.根据权利要求1所述舰船机电控制设备虚拟振动和冲击试验方法，其特征在于，所述步骤3）中的模态分析的频率范围和所需要计算的模态阶数依据用户的需求设置。

4.根据权利要求2所述舰船机电控制设备虚拟振动和冲击试验方法，其特征在于，所述步骤3）中的有限元模型模态分析为线性分析，分析前模型中的非线性连接方式需要转化成线性单元和线性连接。

5.根据权利要求1所述舰船机电控制设备虚拟振动和冲击试验方法，其特征在于，所述步骤4）中的振动谐响应分析的方法可选缩减法、完全法以及模态叠加法中的任意一种。

6.根据权利要求1所述舰船机电控制设备虚拟振动和冲击试验方法，其特征在于，所述步骤4）中的振动分析的频率范围依据用户的需求设置。

7.根据权利要求5所述舰船机电控制设备虚拟振动和冲击试验方法，其特征在于，所述步骤4）中的振动谐响应分析为线性分析，分析前模型中的非线性单元、非线性接触需要转化成线性单元和线性连接。

8.根据权利要求1所述舰船机电控制设备虚拟振动和冲击试验方法，其特征在于，所述步骤5）中的元器件之间的接触方式有：点-面接触、线-面接触和面-面接触，接触面的参数有接触刚度和摩擦系数。

9.根据权利要求1所述舰船机电控制设备虚拟振动和冲击试验方法，其特征在于，所述步骤5）中的冲击载荷的幅度和施加部位根据设备的实际工况和用户需求来确定。