[发明专利]一种基于模态空间采样算法的加筋板模态密度获取方法

权利要求书

1.一种基于模态空间采样算法的加筋板模态密度获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据频率上限评估无加筋平板结构在模态空间中的最大模态范围；

（2）计算所述无加筋平板结构在选定频率范围内的模态数量；

（3）根据所述模态数量确定采样点；

（4）基于加筋板四边约束计算每个采样点在X方向和Y方向的波数，并根据半波长与加强筋间距的关系确定固有频率，并确定加筋板的模态数量；

（5）基于所述加筋板的模态数量计算加筋板的模态总数，具体为：将所述加筋板的模态数量除以采样系数得到加筋板的模态总数，其中，采样系数为所述采样点的数量与所述模态数量的比值；

（6）基于所述加筋板的模态总数计算加筋板的模态密度，具体为：将所述加筋板的模态总数除以所述选定频率范围得到加筋板的模态密度。

2.根据权利要求1所述的基于模态空间采样算法的加筋板模态密度获取方法，其特征在于，所述步骤（3）具体为：当所述模态数量小于或等于阈值K时，将所有模态作为采样点参与到后续计算中；当所述模态数量大于阈值K时，则按采样点数为K进行采样，将采样点参与到后续计算中。

3.根据权利要求1所述的基于模态空间采样算法的加筋板模态密度获取方法，其特征在于，所述步骤（4）中基于加筋板四边约束计算每个采样点在X方向和Y方向的波数时，所述加筋板有模态振型函数为：，其中，和分别表示加筋板X方向和Y方向的坐标值，为加筋板沿X方向的振型谐波数，为加筋板沿Y方向的振型谐波数，为加筋板X方向的边长，为加筋板Y方向的边长，为X方向波数，为Y方向波数。

4.根据权利要求1所述的基于模态空间采样算法的加筋板模态密度获取方法，其特征在于，所述步骤（4）中根据半波长与加强筋间距的关系确定固有频率具体包括：

加筋板性质确定步骤：

当半波长大于加强筋间距时，将加强筋的质量刚度分摊到整个平板结构中，此时将加筋板等效为正交各向异性板；当半波长小于加筋间距时，将加强筋将视为刚性边界，加筋板被加强筋分割为若干个格子；

固有频率计算步骤：

当X方向和Y方向的半波长均大于加强筋间距时，两个方向的加强筋均平摊，固有频率按边长为和的正交各向异性板计算，格子数量；

当只有Y方向的半波长大于加强筋间距时，仅平行Y方向的加强筋均平摊，固有频率按边长为和的平板计算，格子数量；

当只有X方向的半波长大于加强筋间距时，仅平行X方向的加强筋均平摊，固有频率按边长为和的平板计算，格子数量；

当X方向和Y方向的半波长均小于加强筋间距时，两个方向的加强筋均不平摊，固有频率按边长为和的平板计算，格子数量；

其中，为加筋板X方向的边长，为加筋板Y方向的边长，为平行X方向的加强筋间距，为平行Y方向的加强筋间距。

5.根据权利要求4所述的基于模态空间采样算法的加筋板模态密度获取方法，其特征在于，所述步骤（4）中确定加筋板的模态数量具体为：判断所述固有频率是否在所述选定频率范围内，若是，则记录模态，并按照所述格子数量确定加筋板的模态数量。