学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于SiPESC平台的模态综合法研究及实现

作　者: 孙运见
导　师: 张洪武; 张盛
学　校: 大连理工大学
专　业: 工程力学
关键词: SiPESC平台动力特性分析模态综合法子结构
分类号: TB122
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 85次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着工程问题的求解规模越来越大,有限元数值计算软件的作用也越来越重要,但由于多种原因,目前中国有限元数值计算软件市场几乎由国外商业软件所垄断。在这种背景下,大连理工大学开发了新一代的有限元数值计算软件平台SiPESC,它是基于“微核心+插件”的新型软件架构,使得SiPESC软件平台具有优良的灵活性、可扩展性和易维护性。结构动力特性分析是动力分析和设计的基础,但随着工程结构变得越来越大型,越来越复杂,一般的动力特性求解方法,甚至一般的大型动力特性求解方法也无法完成对其计算,计算机资源以及计算时间的局限性限制了工程师求解这些超大型问题的能力。有些工程结构分部门、分区域设计加工,因此分析和设计时只能进行部件的计算或试验,无法进行整体结构的模态计算或试验,另一方面,有些工程结构规模并不算大型,但比较复杂,难以建立数值模型,而相对来说试验可以容易地测试出它的动力特性。这样便出现了一个如何由部件动力特性评估整体系统的动力特性的问题。而动力子结构方法对上述问题都能进行有效的解决,并且它能有效地将试验和计算两个手段结合起来,已成为分析大型复杂结构系统的最有效方法之一。作为一种动力子结构方法,模态综合法应用最为广泛。因此把它集成到新一代的有限元软件平台SiPESC上是十分有意义的。基于SiPESC平台,本文实现了四种模态综合法的集成,它们分别是Craig-Bampton方法(固定界面模态综合法)、多层Craig-Bampton方法、自由界面模态综合法以及混合界面模态综合法。研究工作同时提出了一种高效的子结构界面点搜寻算法,本文所实现的Craig-Bampton方法考虑了子结构的旋转及平移,多层Craig-Bampton方法可以考虑各种多层子结构的划分方式。由于SiPESC利用了新型的软件架构和程序设计思想,所以在SiPESC平台上进行程序设计开发是十分方便的。通过构建数值算例同商业软件Ansys和MSC.Nastran的计算结果进行对比,验证了本文所实现方法良好的计算精度。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-26
  1.1 课题研究背景及意义  9-10
  1.2 结构动力特性分析  10-14
    1.2.1 动力特性分析的基本方法  11-13
    1.2.2 大型动力特性分析方法  13-14
  1.3 动力子结构方法  14-24
    1.3.1 界面位移综合法  16-17
    1.3.2 模态综合法  17-24
  1.4 本文的主要工作  24-26
2 模态综合法的基本理论  26-43
  2.1 模态综合法的一般步骤  26
  2.2 固定界面模态综合法  26-31
  2.3 多层Craig-Bampton法  31-32
  2.4 自由界面模态综合法  32-38
  2.5 混合界面模态综合法  38-43
3 基于SiPESC平台的模态综合法的设计与实现  43-62
  3.1 SiPESC平台简介  43-47
    3.1.1 SiPESC.FEMS简介  44-46
    3.1.2 SiPESC数据库管理系统简介  46-47
  3.2 SiPESC平台上实现模态综合法所需开发的功能模块  47-60
    3.2.1 模态综合法数据文件的导入  48-53
    3.2.2 搜寻子结构界面点及对界面点的处理  53-56
    3.2.3 子结构分析,生成子结构缩减矩阵  56-57
    3.2.4 子结构自由界面点控制阵数据的计算  57-58
    3.2.5 子结构超单元控制阵数据的计算  58-59
    3.2.6 模态空间到物理空间转换  59-60
  3.3 不同的模态综合法实现  60-62
4 数值算例  62-74
  4.1 单个子结构模态分析  62-65
  4.2 简单平面壳模态分析  65-67
  4.3 带子结构旋转的平面膜模态分析  67-69
  4.4 建筑结构模态分析  69-74
结论  74-75
参考文献  75-81
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  81-82
致谢  82-83

基于SiPESC平台的模态综合法研究及实现

内容摘要

全文目录

相似论文