[发明专利]耦合系统/结构的动力学分析方法和装置

权利要求书

1.一种耦合系统的动力学分析方法，其中所述耦合系统包括多个子结构或子部件，所述方法包括以下步骤：

a)建立耦合系统的模态综合模型，基于该模型进行耦合系统的复特征值计算分析，找出问题模态；

b)针对分析出的问题模态进行子结构模态构成分析；

c)针对所述问题模态，基于由所述模态综合模型解出的子结构模态参数进行灵敏度分析；

d)针对所述问题模态，进行所述耦合系统的能量馈入分析；和

e)根据步骤b)中的子结构模态构成分析、步骤c)中的灵敏度分析和步骤d)中的能量馈入分析的结果，确定对于耦合系统的优化设计方案或修改方案，以便抑制或消除耦合系统的振动和噪声。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子结构模态构成分析包括基于所述耦合模态模型针对所述问题模态计算子结构模态构成系数，其中，所述子结构模态构成系数是下式中复数β_ij的实部和虚部的平方和的开方值：

γ_i＝∑_j(β_ij×q_j)

其中γ是耦合系统的主模态坐标，q是子结构模态坐标，i表示耦合系统的问题模态序号，j表示子结构模态序号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述子结构模态构成系数的数值越大，其对应的子结构模态对耦合系统噪声产生的影响越大。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述灵敏度分析包括子结构模态频率灵敏度分析，其中所述子结构模态频率灵敏度分析包括：通过将问题模态特征值的实部对子结构模态频率求偏导，计算出子结构模态频率灵敏度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述灵敏度分析包括子结构模态振型系数灵敏度分析，其中所述子结构模态振型系数灵敏度分析包括：通过将问题模态特征值的实部对子结构模态振型系数向量求偏导，计算出子结构模态振型系数灵敏度。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，其中所述灵敏度的绝对值越大，其对应的子结构模态对系统振动噪声产生的影响越大。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能量馈入分析包括针对所述问题模态计算能量馈入值，所述能量馈入值数值越大，表明耦合系统越不稳定，越容易产生系统的振动和噪声。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述能量馈入值的计算式中包含子结构的模态振型系数的因素，表明子结构的模态振型系数对振动噪声的影响。

9.一种用于耦合系统的动力学分析装置，其中所述耦合系统包括多个子结构或子部件，所述动力学分析装置包括子结构模态构成分析模块、灵敏度计算模块、能量馈入计算模块和综合评价模块。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述子结构模态构成分析模块构造为基于耦合系统的模态综合模型，针对要分析的问题模态计算子结构模态构成系数；

所述灵敏度计算模块构造为根据子结构模态参数，计算子结构模态参数相对问题模态的灵敏度；

所述能量馈入计算模块构造为计算对于问题模态的系统能量馈入值；以及

所述综合评价模块构造为根据子结构模态构成分析模块、灵敏度计算模块和能量馈入计算模块的计算结果，综合评价或确定耦合系统的子结构/子部件的优化修改或设计方案，以便消除耦合系统的振动噪声。