[发明专利]舰船机电控制设备虚拟振动和冲击试验方法

摘要

本发明涉及一种舰船机电控制设备虚拟振动和冲击试验方法，建立设备几何模型；建立有限元模型；在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基础上进行虚拟模态试验；在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基础上进行虚拟振动试验；在定义元器件之间的接触类型和接触参数，在有限元模型上施加边界条件和冲击载荷基础上进行虚拟冲击试验；结合机电控制设备动态特性的试验测试结果，调整参数进行虚拟再试验，直至虚拟试验结果与试验测试数据之间的误差满足要求。可以快速、便捷预报机电控制设备的振动、冲击响应特征，通过设备动态性能优化设计，揭示机电控制设备的设计隐患。

主权项

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。