多維隨機載荷作用下結構振動回響分析方法研究

《多維隨機載荷作用下結構振動回響分析方法研究》是依託西安交通大學，由謝石林擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：多維隨機載荷作用下結構振動回響分析方法研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：謝石林
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

針對NSAF“培育項目”的明確目標課題―23. 多維隨機載荷作用下結構振動回響分析方法研究，本項目擬以中物院總體工程研究所關注的飛行器典型結構模型為對象，研究基於應變回響的結構有限元模型修正方法，多維隨機載荷下結構的加速度和von Mises應力回響極值及分布特徵，多維隨機載荷下結構回響特性改變的影響因素，並在此基礎上對飛行器典型結構模型開展多維隨機載荷下的回響分析及試驗驗證。通過本項目研究與合作，使中物院建立多維隨機載荷作用下的結構回響分析方法，明確單維與多維隨機激勵下飛行器典型結構模型回響分布特徵間的異同，掌握多維隨機激勵下結構回響特性改變的影響因素及一般規律，從而為中物院總體工程研究所開展結構多維隨機振動試驗提供理論依據，促進其多維隨機振動試驗技術的發展。

結題摘要

多維隨機載荷作用下結構回響的分析方法研究可為多維隨機振動試驗方案的設計、試驗條件的制定與試驗實施提供理論依據，因此具有重要的理論意義與工程套用價值。本項目主要研究成果包括：提出了基於應變回響面的結構有限元模型修正方法，完成了梁結構模型修正的仿真與試驗研究，獲得了良好的模型修正精度；採用回響面方法，完成了複雜板殼組合結構基於應變頻域回響和時域回響的有限元模型修正仿真與試驗研究，修正模型在單維隨機激勵和二維隨機激勵下均能夠較準確的預測回響，驗證了該方法在複雜結構模型修正中的有效性；提出了多維隨機載荷下結構von Mises應力近似服從Weibull機率分布的假設，給出了相應的結構疲勞損傷壽命估計方法，完成了多維隨機載荷下樑結構von Mises應力機率分布特徵的建模、仿真與試驗研究，驗證了機率分布假設的合理性，比基於高斯分布的三區間法能更準確的預估結構疲勞壽命；建立了多維隨機基礎激勵下樑結構動力學方程，推導得到了多維隨機回響解析解，為研究多維隨機載荷作用下結構回響分布特徵以及影響因素和規律提供了理論基礎；完成了多維隨機基礎激勵下飛彈結構部件模型的回響特性仿真研究，進一步驗證了結構von Mises 應力機率分布特徵假設的合理性，獲得了加速度回響分布特徵和von Mises 應力回響分布特徵，為明確不同維數隨機振動下的回響特徵差異提供了參考；完成了邊界條件、激振位置和多維激勵間的相關性等因素對飛彈結構部件模型多維基礎隨機激勵回響特性影響的仿真研究，獲得了各種因素相應的影響規律，為多維基礎隨機振動試驗設計與實施提供了理論參考；完成了飛彈結構部件模型多維基礎隨機振動試驗，驗證了仿真分析結果的正確性。通過項目研究，初步建立了多維基礎隨機載荷下的結構振動回響分析方法，獲得了飛彈結構部件模型回響分布特徵以及影響因素和變化規律，為中物院總體工程研究所開展多維基礎隨機振動試驗提供了理論參考。