[发明专利]基于梁模型的蒙皮加筋结构纵横扭一体化动力学分析方法

摘要

本发明涉及一种基于梁模型的蒙皮加筋结构纵横扭一体化动力学分析方法，包括：1.分别采集蒙皮加筋结构的蒙皮弹性模量、蒙皮泊松比，桁条弹性模量、桁条泊松比，蒙皮壳直径，蒙皮厚度；所采集的桁条共有m类桁条，采集每类桁条的个数、截面积、截面惯性矩及极惯性矩；2.获取蒙皮面积；3.获取蒙皮加筋结构总的拉压刚度；4.获得蒙皮截面惯性矩；5.获取蒙皮加筋结构总的弯曲刚度；6.获取蒙皮截面惯性矩；7.获得蒙皮加筋结构总的扭转刚度；8.借助有限元方法划分为若干个梁单元，进而进行结构纵横扭一体化动力学分析。本发明解决了捆绑火箭纵向与横向、纵向与扭转、横向与扭转模态耦合问题，实现了火箭结构纵横扭一体化动力学分析。

主权项

一种基于梁模型的蒙皮加筋结构纵横扭一体化动力学分析方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、分别采集蒙皮加筋结构的蒙皮弹性模量Eδ、蒙皮泊松比vδ，桁条弹性模量Eb、桁条泊松比vb，蒙皮壳直径D，蒙皮壳厚度δ；所采集的桁条共有m类桁条，采集第i类桁条的个数Ni、截面积Abi、截面惯性矩Ibi及极惯性矩Ibi，其中i=1,2,…,m；步骤二、根据第一步采集得到的蒙皮壳直径D，蒙皮壳厚度δ，进而获取蒙皮面积Aδ；Aδ=πDδ；步骤三、根据步骤一采集得到的蒙皮弹性模量Eδ，桁条弹性模量Eb，第i类桁条的个数Ni和截面积Abi，以及步骤二获取的蒙皮面积Aδ，进而获取蒙皮加筋结构总的拉压刚度KL； K L = E δ A δ + Σ i = 1 m N i E b A bi ; 步骤四，根据步骤一采集得到的蒙皮壳直径D，蒙皮壳厚度δ，进而获得蒙皮截面惯性矩Iδ； I δ = πD 3 δ 8 ; 步骤五、根据步骤一采集得到的蒙皮壳直径D，蒙皮弹性模量Eδ，桁条弹性模量Eb，第i类桁条的个数Ni、截面积Abi和截面惯性矩Ibi，以及步骤四获取的蒙皮截面惯性矩Iδ，进而获取蒙皮加筋结构总的弯曲刚度KW； K W = E δ I δ + Σ i = 1 m N i E b I bi + D 2 4 Σ i = 1 m N i E b A bi ; 步骤六，根据步骤一采集得到的蒙皮壳直径D，蒙皮厚度δ，获取蒙皮截面惯性矩Jδ； J δ = πD 3 δ 4 ; 步骤七、根据步骤一采集得到的蒙皮弹性模量Eδ、蒙皮泊松比vδ，桁条弹性模量Eb、桁条泊松比vb，第i类桁条的个数Ni和极惯性矩Jbi，以及步骤六获取的蒙皮截面惯性矩Jδ，进而获得蒙皮加筋结构总的扭转刚度KN； K N = G δ J δ + Σ i = 1 m N i G b J bi , 其中 G δ = E δ 2 ( 1 + v δ ) , G b = E b 2 ( 1 + v b ) ; 步骤八、将蒙皮加筋结构按照有限元方法划分为若干个梁单元，根据步骤二至步骤七，赋予梁单元蒙皮加筋结构总的拉压刚度KL、总的弯曲刚度KW和总的扭转刚度KN，生成单元刚度矩阵，进而进行结构纵横扭一体化动力学分析。