[发明专利]一种计及非共振传输的中频动响应预示方法

摘要

本发明公开了一种计及非共振传输的中频动响应预示方法，包括如下步骤：(1)将系统划分成连续耦合的子系统；(2)计算子系统的模态；(3)计算相邻子系统中模态间的耦合参数；(4)建立系统功率平衡方程，并计算子系统中频动响应。本发明提供的计及非共振传输的中频动响应预示方法，是一种结合统计模态能量分布分析方法和统计能量法的混合方法，该方法可考虑非共振模态间的功率传输的影响，能够精确预示“刚”子系统与“柔”子系统并存的系统的中频动响应。 1

主权项

1.一种计及非共振传输的中频动响应预示方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：将系统划分成连续耦合的子系统；步骤2：计算子系统的模态；步骤3：计算相邻子系统中模态间的耦合参数；步骤4：建立系统功率平衡方程，并计算子系统中频动响应；所述步骤1中，用虚构的界面将系统划分成连续耦合的子系统，并对子系统在耦合界面上的边界条件进行近似，假定较“刚”子系统在耦合界面上为自由边界，并用位移模态描述该子系统的振动；假定较“柔”子系统在耦合界面上受到固定支撑，并用应力模态描述该子系统的振动；所述步骤2中，基于有限元法计算子系统的模态参数和模态振型；所述步骤3中相邻子系统中模态间的耦合参数由下式计算得到：其中γ_mn为位移模态m与应力模态n之间的耦合参数，为位移模态m的第i个分量，S为空间位置，为应力模态n的应力张量，n_j为应力模态n所在子系统在耦合边界上单位外法向向量的第j个分量，S_c为相邻子系统的耦合界面，M_m和M_n分别为模态m和模态n的模态质量；所述步骤4中，基于如下系统功率平衡方程可计算得到子系统的中频动响应：其中A_ss为N_s×N_s阶对角矩阵，B_cc为N_ω×N_ω阶对角矩阵，B_sc为N_s×N_ω阶满阵，B_cs为N_ω×N_s阶满阵，N_s为所有分析频带内较“刚”子系统中的模态总数，N_ω为分析频带的个数，和E_s为N_s×1阶向量，和为N_ω×1阶向量；其中：对角矩阵Ass的第m个对角元素为：对角矩阵Bcc的第j个对角元素为：矩阵Bsc的第m行第j列元素为：矩阵Bcs的第j行第m列元素为：在式(3)‑(6)中，和分别为位移模态m的阻尼损耗系数和固有频率，η_j为第j个频带Δω_j内均一化的应力模态的阻尼损耗系数，ω_j为第j个频带Δω_j的中心频率，为第j个频带Δω_j内应力模态的个数，和为位移模态m和应力模态n间的模态耦合系数；向量E_s、和由下式给出：其中为较“刚”子系统中位移模态m的振动能量，为较“柔”子系统在第j个频带Δω_j内的应力模态的平均振动能量，为较“刚”子系统中位移模态m上的载荷输入功率，为较“柔”子系统在第j个分析频带Δω_j内的应力模态上的平均载荷输入功率。