[发明专利]一种确定薄壁结构高刚度连接区载荷传递的方法

权利要求书

1.一种确定薄壁结构高刚度连接区载荷传递的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：确定薄壁主结构连接节点g_i与刚体载荷节点r之间的线位移及角位移约束关系：

薄壁主结构连接节点g_i与刚体载荷节点r的线位移分别为及角位移分别为及根据刚体位移约束关系，g_i点的线位移和角位移由r点线位移和角位移线性唯一表示为：

u‾gi=u‾r+θ‾r×R]]>

θ‾gi=θ‾r]]>

其中i＝1,....,n，n为主结构连接区节点总数，R为刚体载荷节点r到薄壁主结构连接节点g_i的向量；并得到矩阵形式表示的薄壁主结构连接节点g_i与刚体载荷节点r的位移约束关系：

u_gi＝G_iu_r

其中，

步骤2：通过步骤1得到的薄壁主结构连接节点g_i与刚体载荷节点r之间的线位移及角位移约束关系，组装得到薄壁主结构连接节点集g与刚体载荷节点r之间的位移转角约束矩阵：

G=G1G2...Gn;]]>

则薄壁主结构连接节点集g与刚体载荷节点r的位移及转角满足线性关系：u_g＝Gu_r，其中为薄壁主结构连接节点集g的位移向量；

步骤3：通过刚度矩阵的自由度缩聚方法得到聚缩刚度矩阵K_g：

薄壁主结构中不包含连接结构的节点集为l集，连接节点集为g集，薄壁主结构的整体刚度矩阵表示为：

K=KggKglKlgKll]]>

其中K_gg，K_gl，K_lg，K_ll为整体刚度矩阵K的子矩阵，薄壁主结构的整体刚度方程为：

KggKglKlgKllugul=Fg0]]>

u_l为薄壁主结构中不包含连接结构节点集l的位移向量；得到薄壁主结构连接节点集g的位移载荷关系为：

(-K_glK_ll^-1K_lg+K_gg)u_g＝F_g

从而得到聚缩刚度矩阵K_g为：

K_g＝-K_glK_ll^-1K_lg+K_gg

步骤4：根据刚体载荷节点上的惯性载荷及外加结构载荷，得到完整的刚体载荷合力F_r：

F_r＝M_rn+F₀

其中M_r为刚体载荷质量，F₀为外加结构载荷，n为刚体载荷过载系数向量；

步骤5：根据步骤3得到的聚缩刚度矩阵K_g，得到连接节点集的等效传递载荷向量F_g：

F_g＝K_gG(G^TK_gG)^-1F_r。