基于SiPESC的模型修正和频响综合模块开发

摘要

本文基于自主知识产权的CAE软件平台SiPESC，开发模型修正模块和频响综合模块，并进行算例测试。
　　模型修正，是利用实验数据对有限元模型进行修正，以获得更精准的有限元模型。本文开发的模型修正模块，采用基于优化思想的修正方法，修正过程调用 SiPESC.OPT（SiPESC通用优化模块）进行优化求解，关键在于创建模型修正的标准优化模型（由一系列设计变量和指标函数组成）；该模块经过节点匹配、模态/频响匹配、相似度分析和指标函数计算，获得一系列设计变量和指标函数，进而创建模型修正的优化模型。进一步，该模块调用SiPESC平台的文件导入功能和SiPESC.FEMS（SiPESC有限元分析模块），实现有限元模型和实验数据的读取以及有限元分析，结合上述优化过程实现模型修正。
　　频响综合，是利用子结构的频响函数综合得到整体结构的频响函数，以获得整体结构的动力学特性。频响综合模块主要是流程化的计算，核心在于子结构频响矩阵的获取和频响综合算法的实现。该模块通过用户界面操作定义子结构的激励点、响应点、连接关系和求解控制参数，调用 SiPESC平台的文件导入功能和 SiPESC.FEMS实现子结构模型的读取和频响分析。该模块针对频响综合设计了子结构集、子结构连接集、装配矩阵等数据类型，实现了GRC算法和MTC算法，从而完成子结构频响综合计算。
　　通过含助推器火箭、螺栓连接板、开孔圆柱壳这3个算例，测试模型修正模块，测试结果说明程序能处理不同的实验数据、修正不同的结构参数；通过汽车模型和风电塔模型这2个算例，测试频响综合模块，测试结果说明程序能进行不同类型子结构之间的频响综合、能处理不同的子结构连接形式。这些算例验证了程序的正确性，说明本文开发的模型修正模块和频响综合模块具有丰富的功能和良好的工程实用性。

目录

声明

1 绪论

1.1 本文的研究背景和意义

1.2 有限元模型修正技术的发展概况

1.3 频响综合技术的发展概况

1.4 本文的主要研究内容及安排

2 模型修正技术和频响综合技术的基本理论

2.1 模型修正技术的基本理论

2.2 频响综合技术的基本理论

2.3 本章小结

3 基于SiPESC平台的模型修正模块的开发

3.1 SiPESC平台简介

3.2 模型修正模块的功能需求分析

3.3 模型修正模块的开发

3.4 本章小结

4 基于SiPESC平台的频响综合模块的开发

4.1 频响综合模块的功能需求分析

4.2 频响综合模块的开发

4.3 本章小结

5 算例测试

5.1 模型修正模块的算例测试

5.2 频响综合模块的算例测试

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢