[发明专利]一种针对时变结构的瞬态能量响应高效预示方法

权利要求书

1.一种针对时变结构的瞬态能量响应高效预示方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)根据结构的几何特征划分为各个子系统，并根据几何模型建立统计能量分析模型，定义或计算得到子系统在不同频带内的时变内损耗因子和子系统间的时变耦合损耗因子；

(2)基于时变结构的能量密度控制方程，结合时变结构各子系统在不同频带内的时变内损耗因子和子系统间的时变耦合损耗因子，建立时变结构子系统i的瞬态能量控制方程：

其中，η_i(t)为子系统i随时间t变化的内损耗因子，η_ij(t)为子系统i与子系统j间随时间t变化的耦合损耗因子，η_ji(t)为子系统j与子系统i间随时间t变化的耦合损耗因子，ω为分析频带的中心频率，E_i(t)为子系统i随时间t变化的能量，P_i(t)为子系统i随时间t变化的输入功率，N为子系统的个数；

所述能量密度控制方程为：

其中，e(s,t)为时间t和空间s相关的能量密度，I(s,t)为时间t和空间s相关的功率流，P_diss为能量损耗项；

将I(s,t)＝ce(s,t)、P_diss＝ωη(t)e(s,t)代入能量密度控制方程，其中c为波在系统传播的速度，η(t)为结构随时间t变化的内损耗因子，得功率流I(s,t)的表达式为：

将I(s,t)的表达式分别对时间t和空间s求偏导，然后两式相减得：

将的表达式代入得：

对体积积分得：

其中，P_in为子系统i随时间变化的输入功率，e_i(s,t)为时间t和空间s相关的子系统i的能量密度，代入上式得时变结构子系统i的瞬态能量控制方程：

(3)给定初始边界参数，采用四阶-五阶Runge-Kutta算法计算得到时变结构各子系统的瞬态能量响应。

2.根据权利要求1所述的针对时变结构的瞬态能量响应高效预示方法，其特征在于：步骤(3)通过给定结构的初始边界参数，即t＝0时刻的初始能量E₁(0),E₂(0),…E_N(0)、t＝0时刻的初始能量变化率以及输入功率P₁(t),P₂(t),…P_N(t)，设定求解时间和时间步长，采用四阶-五阶Runge-Kutta算法求解瞬能量控制方程组成的变系数二阶微分线性方程组，计算得到结构各子系统的瞬态能量响应。