[发明专利]一种基于动力学响应辨识的大柔性结构降阶模型建模方法

权利要求书

1.一种基于动力学响应辨识的大柔性结构降阶模型建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：建立大柔性结构的有限元模型，划分有限元模型的结构有限元网格，定义结构有限元网格的单元属性和材料特性，设置计算边界条件；

S2：基于大柔性结构的有限元模型，计算大柔性结构在垂直弯曲方向、扭转方向及水平弯曲方向的线性模态；

S3：考虑包含几何非线性大变形作用的结构动力学方程，将结构动力学方程中的广义坐标和模态力向量以等时间间隔进行离散，得到离散形式的结构动力学方程；

S4：对离散形式的结构动力学方程进行离散傅里叶变换；

S5：选择有限元模型在垂直弯曲方向和扭转方向的线性模态，得到垂直弯曲方向和扭转方向的线性模态组合后的测试载荷，作为外载加载于大柔性结构上进行动力学响应计算，得到结构时域动响应位移数据；

S6：对测试载荷和结构时域动响应位移数据进行傅里叶变换，得到频域离散序列后代入经离散傅里叶变换后的结构动力学方程，利用最小二乘方法计算得到非线性刚度系数后代入步骤S3中未经离散的结构动力学方程，得到完整的非线性结构动力学方程。

2.如权利要求1所述的基于动力学响应辨识的大柔性结构降阶模型建模方法，其特征在于，步骤S3，具体包括：

考虑包含几何非线性大变形作用的结构动力学方程如下：

方程(1)对应第m阶结构模态，并应用Einstein求和约定；其中，m＝1,…,N，N表示参与降阶的结构模态数目；M_m表示第m阶结构模态的广义质量项；K_m表示第m阶结构模态的广义刚度项；表示第m阶结构模态下的第n阶结构模态广义坐标与第l阶结构模态广义坐标的乘积多项式的非线性刚度项，表示第m阶结构模态下的第n阶结构模态广义坐标、第l阶结构模态广义坐标和第p阶结构模态广义坐标的乘积多项式的非线性刚度系数；q_m表示第m阶结构模态的广义坐标，q_n表示第n阶结构模态的广义坐标，q_l表示第l阶结构模态的广义坐标，q_p表示第p阶结构模态的广义坐标；F_m表示第m阶结构模态的模态力向量；

将方程(1)中的广义坐标q_m、q_n、q_l、q_p及模态力向量F_m以等时间间隔进行离散，得到离散形式的结构动力学方程：

其中，i＝0,1,…,NT-1，表示离散时间点序列；NT表示离散时间点的总数量；q_m(i)表示第m阶结构模态的广义坐标离散序列，q_n(i)表示第n阶结构模态的广义坐标离散序列，q_l(i)表示第l阶结构模态的广义坐标离散序列，q_p(i)表示第p阶结构模态的广义坐标离散序列，F_m(i)表示第m阶结构模态的模态力向量离散序列。