[发明专利]执行至少部分由频变材料制成的产品的频域结构分析的方法和系统

权利要求书

1.一种执行至少部分由频变材料制成的产品的频域结构分析的方法，其特征在于，所述方法包括：

在其上安装有一个或多个应用模块的计算机系统中接收表示产品承受外部谐波激励的有限元分析模型，所述一个或多个应用模块被配置用于频域结构分析中的改进的振型叠加技术，所述外部谐波激励被定义在外部激励频率范围内；

由所述一个或多个应用模块基于预定的标准将所述频率范围划分为N个频带，其中N是大于1的整数；

由所述一个或多个应用模块指定用于材料属性计算的代表性频率和用于N个频带中的每一个频带的后续本征解的上限和下限的本征解频率范围；

由所述一个或多个应用模块通过分别执行N个频带中的N个本征解，提取N组自然振动频率和相关的振型，每个本征解使用具有从对应的代表性频率计算得到的材料属性的有限元分析模型，并使用所述N个频带中的每一个频带的对应本征解频率范围的上限和下限；以及

由所述一个或多个应用模块通过改进的振型叠加技术获得产品的稳态动态响应，所述改进的振型叠加技术根据每个所述外部谐波激励位于所述N个频带中的哪一个来选择和使用所述N组自然振动频率和振型中的对应一组。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有限元分析模型包含由多个有限元连接的多个节点，至少一个有限元被定义成具有频变材料属性。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定的标准是将材料属性变化限制在预定的百分比内。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述代表性频率是从所述N个频带中的每一个频带中选择的频率。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N个频带的每一个频带的本征解频率范围包括所述N个频带的每一个频带的整个频率范围加上任一端的延伸范围。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频变材料属性包括材料密度、杨氏模量、泊松比。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述外部谐波激励包括振幅和相位角。

8.一种执行至少部分由频变材料制成的产品的频域结构分析的系统，其特征在于，所述系统包括：

输入/输出接口；

用于存储一个或多个应用模块的计算机可读代码的存储器，所述一个或多个应用模块被配置用于频域结构分析中的改进的振型叠加技术；

与所述存储器连接的至少一个处理器，所述至少一个处理器执行所述存储器中的计算机可读代码，使得所述一个或多个应用模块执行以下操作：

接收表示产品承受外部谐波激励的有限元分析模型，所述外部谐波激励被定义在外部激励频率范围内；

基于预定的标准将所述频率范围划分为N个频带，其中N是大于1的整数；

指定用于材料属性计算的代表性频率和用于N个频带中的每一个频带的后续本征解的上限和下限的本征解频率范围；

通过分别执行N个频带中的N个本征解，提取N组自然振动频率和相关的振型，每个本征解使用具有从对应的代表性频率计算得到的材料属性的有限元分析模型，并使用所述N个频带中的每一个频带的对应本征解频率范围的上限和下限；以及

通过改进的振型叠加技术获得产品的稳态动态响应，所述改进的振型叠加技术根据每个所述外部谐波激励位于所述N个频带中的哪一个来选择和使用所述N组自然振动频率和振型中的对应一组。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述有限元分析模型包含由多个有限元连接的多个节点，至少一个有限元被定义成具有频变材料属性。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述预定的标准是将材料属性变化限制在预定的百分比内。

11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述代表性频率是从所述N个频带中的每一个频带中选择的频率。

12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述N个频带的每一个频带的本征解频率范围包括所述N个频带的每一个频带的整个频率范围加上任一端的延伸范围。

13.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述频变材料属性包括材料密度、杨氏模量、泊松比。