[发明专利]一种提高瞬态隔振性能的平板结构优化设计方法

权利要求书

1.一种提高瞬态隔振性能的平板结构优化设计方法，其特征在于：所述优化设计方法具体包括如下步骤：

步骤1、建立适用于任意边界条件的平板结构瞬态振动响应的计算模型：

其中，和{δ(t)}分别为平板结构在t时刻的瞬时节点加速度、瞬时节点速度和瞬时节点位移矢量，△t为计算时间步长，{F(t)}为平板结构在t时刻受到的瞬时激励矢量，α和γ分别为Newmark法时间积分常数，{M}、{C}和{K}分别为平板结构的整体质量矩阵、阻尼矩阵和整体刚度矩阵；

步骤2、设定平板结构的各项已知参数，包括平板材料、阻尼因子、尺寸、厚度；

步骤3、设定平板结构的边界参数的可调范围，包括边界一、边界二、边界三、边界四的横向刚度的可调范围以及其转动刚度的可调范围；

步骤4、给定平板结构的初始状态以及受到的瞬态激励；

步骤5、设定待优化的瞬态振动响应指标；

步骤6、选择优化算法，并将步骤1的平板结构瞬态振动响应的计算模型、步骤5所设定的优化指标以及优化算法三者相结合，针对步骤2设定的已知参数、步骤4给定平板结构的初始状态以及受到的瞬态激励、步骤3设定的边界参数可调范围，进行最优解搜索,获取优化指标响应最小化的最优边界条件；

步骤7、根据步骤6的最优边界条件形成平板结构；

所述步骤5中的待优化的瞬态振动响应指标为最大瞬时节点加速度A_max、最大瞬时节点速度V_max或最大瞬时节点位移D_max；其中，

2.如权利要求1所述的一种提高瞬态隔振性能的平板结构优化设计方法，其特征在于：所述平板结构的整体质量矩阵{M}和整体刚度矩阵{K}由有限单元法获得，即{M}由平板单元等效质量矩阵{M_p}_e通过直接刚度法组装而成，{K}由平板单元等效刚度矩阵{K_p}_e和支撑边界单元等效刚度矩阵{K_b}_e通过直接刚度法组装而成；

其中，{M_p}_e＝ρh∫∫{N}^T{N}dxdy；

{K_p}_e＝∫∫{B_p}^T{D_p}{B_p}dxdy；

式中，ρ为平板材料密度，h为平板厚度，{N}为单元形函数，{B_p}为应变矩阵，{D_p}为抗弯刚度矩阵，为单元边界轮廓Γ_b的单位法向量；k_t和k_r为支撑边界的参数，分别代表结构支撑边界的横向刚度和转动刚度；

所述平板结构的阻尼矩阵其中，η为平板阻尼因子，ω₀为平板最低阶固有频率。