[发明专利]流体介质中复杂组合壳结构振动响应定量计算方法及系统

摘要

本发明公开了一种流体介质中复杂组合壳结构振动响应定量计算方法及系统，其中方法包括以下步骤获取流体介质中组合壳系统的结构参数和激励参数；根据获取的结构参数和激励参数，在组合壳表面上沿母线方向进行配点，采用精细积分方法计算组合壳系统各配点间的场传递矩阵和点传递矩阵，并计算外力向量；根据组合壳系统两端边界条件和结构连续条件，建立流体介质‑组合壳系统的动力学模型；通过Moore‑Penrose广义逆矩阵求解得到流体介质‑组合壳系统的振动响应。本发明基于精细积分和传递矩阵法，可以定量计算流体介质中复杂组合壳受外激励产生的振动响应，为水下航行器的振动特性分析提供参考和依据。

主权项

一种基于精细算法的流体介质中复杂组合壳结构振动响应定量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)获取流体介质中组合壳系统的结构参数和激励参数，所述结构参数包括组合壳系统中各个结构的几何尺寸、材料特性参数；激励参数包括激励力的幅值及分布位置；(b)根据获取的结构参数和激励参数，在组合壳表面上沿母线方向进行配点，采用精细积分方法计算组合壳系统各配点间的场传递矩阵和点传递矩阵，并计算外力向量；(c)根据组合壳系统两端边界条件和结构连续条件，建立流体介质‑组合壳系统的动力学模型；所述流体介质‑组合壳系统动力学模型为：式中，Ti和Pi为流体介质‑组合壳系统中各配点的场传递矩阵和外激励，其中，i＝2…n；Z(ξj)为流体介质‑组合壳系统中各配点处的状态向量，其中j＝1…n，I为单位矩阵；(d)通过Moore‑Penrose广义逆矩阵求解得到流体介质‑组合壳系统的振动响应；其中，步骤(b)中，在计算模型组合壳外表面进行配点，沿母线方向人为离散为n个分段，在范围内进行离散，其中离散点沿母线方向的坐标位置，依次表示为：ξ0 ξ1 ξ2 … ξn‑1 ξn；对该分段两端状态向量的传递关系如下：Z(ξi+1)=e∫ξiξi+1U(τ)dτZ(ξi)+∫ξiξi+1e∫ξiξi+1U(s)dsf(τ)dτ,i=0...n-1---(2)]]>式中，状态向量Z(ξi)为结构的相应位移和内力分量，U(ξ)为与ξ有关的系数矩阵，f(τ)为组合壳结构受到的外界激励力向量。