论文摘要
由于多种因素的影响,建立复杂结构的高精度有限元模型是比较困难的,必须用试验数据对有限元模型进行修正。本文就有限元模型修正方法进行了研究,并对航天器上广泛使用的蜂窝板有限元模型进行了修正。主要内容有:研究了和有限元模型修正技术相关的一些关键问题,包括相关性分析和相关性准则,自由度匹配,主副自由度选取和灵敏度分析等,对模型修正的实现以及模型修正结果的评价有重要的应用价值。讨论了一些常用的模型修正方法。以矩阵型和设计参数型修正方法为基础,研究了矩阵型修正方法中的最佳矩阵逼近法和Berman法,对矩阵型方法进行评估并研究了设计参数型方法中的迭代法和摄动法。研究了蜂窝板等效理论,包括三明治夹芯板理论、蜂窝板理论以及等效板理论,用三明治夹芯板理论计算所得的蜂窝板等效参数作为输入参数,在Patran中建立蜂窝板的有限元模型并在Nastran中求出基频。进行了蜂窝板振动试验,在Matlab中处理试验数据,求得蜂窝板振动的频响函数和基频,验证了模型的正确性。研究了改进的可行性方向的优化算法,并利用该方法对蜂窝板有限元模型进行修正,讨论了蜂窝板模型修正的设计变量和目标函数的选取,建立蜂窝板的优化模型并在Nastran中对蜂窝板的基频进行优化,利用优化结果反推出等效剪切弹性模量计算公式中修正系数μ的最终取值。
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