[发明专利]一种计算撞振模型节点位移的方法、装置

权利要求书

1.一种计算撞振模型节点位移的方法，其特征在于，包括：

获取撞振模型的有限元方程，所述有限元方程根据撞振模型所处的当前状态不同而不同，所述撞振模型所处的当前状态包括不接触阻挡状态或接触阻挡状态；

根据预设的物理位移计算方程和所述有限元方程获得所述撞振模型的仿真微分方程；

根据预设的仿真步长、预设的模态位移、预设的模态速度初值以及所述仿真微分方程对所述撞振模型进行仿真；

在仿真过程中，当撞振模型的状态每发生一次变换时，则根据几何条件以及振型正交性求解所述仿真微分方程得到每次变换后的模态速度初值，并设置每次变换后的模态位移初始为零，以形成每次变换后的仿真条件；

根据所述物理位移计算方程、每次变换后的有限元方程通过振型正交性计算得到每次变换后的仿真微分方程，并且根据每次变换后的仿真微分方程和对应的每次变换后的仿真条件从状态变换的仿真时刻开始对所述撞振模型进行仿真，以获得撞振模型上每一节点在每一仿真步长结束时的总物理位移向量，所述总物理位移向量通过对应仿真步长结束时仿真得到的模态位移代入所述物理位移计算方程计算得到,其等于当前仿真步长的物理位移向量与当前仿真步长之前，状态每发生变换时对应的仿真步长的物理位移向量之和；

在仿真过程中，判断与阻挡位置对应的节点在当前仿真步长结束时的总物理位移向量减去间隙值与上一仿真步长结束时总物理位移向量减去间隙值的极性是否相反,其中，所述间隙值表示撞振模型与阻挡件的距离；

若是，则判断当前仿真步长的与阻挡对应的节点的总物理位移向量与间隙值的差值绝对值是否大于设定的误差阈值；

若大于设定的误差阈值，则采用二分法对当前仿真步长进行精细化处理，以确定当前仿真步长中，与阻挡对应的节点的总物理位移向量减去间隙值，与上一仿真步长中与阻挡对应点总物理位移向量减去间隙值极性相反，并且阻挡对应的节点的总物理位移向量减去间隙值的差值绝对值小于阈值的时刻点；

将极性相反并且阻挡对应的节点的总物理位移向量减去间隙值的差值绝对值小于阈值的时刻点确定为状态变换的仿真时刻。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的物理位移计算方程包括：

其中，为t_i-1～t_i时段的第n阶振型；η_ni(t)为对应的模态位移，为t_j-1～t_j时段的第n阶振型，η_nj(t_j)为第t_j时刻第n阶振型的模态位移；δ_i(t)撞振模型在t_i-1～t_i仿真步长结束时的物理位移向量；表示撞振模型在t_i-1～t_i仿真步长之前，状态每发生变换时的仿真步长的物理位移向量之和，t_j为状态发生改变的时刻点；δ_(t)表示t_i-1～t_i仿真步长结束时的总物理位移向量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述撞振模型的有限元方程包括：

其中，[C]表示阻尼阵，{δ}表示节点位移向量，{P(t)}表示激励向量；[M]表示质量矩阵；[K]表示刚度矩阵，所述刚度矩阵根据撞振模型所处的当前状态不同而不同。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据有限元方程和预设的物理位移计算方程获得所述撞振模型的仿真微分方程，包括：

将所述预设的物理位移计算方程代入所述有限元方程中，根据振型正交性,获得所述仿真微分方程，所述仿真微分方程为：

其中，t_j为状态发生改变的时刻点，为常数，可以表示为：状态发生改变时的值发生变化，ξ_i为阻尼比。