[发明专利]一种悬挂式充液贮箱动力学建模方法

摘要

一种悬挂式充液贮箱动力学建模方法，属于航天器动力学建模分析领域。采用“壳+梁+集中质量点单元”悬挂式充液贮箱建模方法，与支撑边界相连的贮箱部段采用壳单元模拟，其它贮箱部段采用梁单元模拟，另外为保证实际贮箱充压后具有较大的刚度，在壳单元上下端面建立多点约束RBE2以加强贮箱刚度，液体按照质心一致的方法，采用离散的集中质量单元附在相应位置的梁单元上。与传统的“梁单元”、“壳单元”相比，本发明结合了不同单元的优点，一方面不改变贮箱与主结构间连接刚度，同时兼顾了与贮箱相关的局部模态及特征点峰值响应，获得的模态及动力学响应预示值与试验值的一致性更好。

主权项

1.一种悬挂式充液贮箱动力学建模方法，其特征在于包括如下步骤：S01：按贮箱内型面尺寸，建立贮箱结构的点、线和面几何模型，其中点位于贮箱中心轴线上，线位于贮箱中心轴线上；S02：对贮箱支耳所在圆周上下各H范围内的贮箱筒段及贮箱支耳划分壳单元，对连接贮箱与航天器的支座划分壳单元，并通过共节点连接方式连接贮箱支耳与支座，H不小于贮箱支耳径向长度；S03：在除S02确定的壳单元以外区域，将S01中的线进行梁单元网格划分，对梁单元进行刚度特性模拟，不进行质量特性模拟；S04：将梁单元节点和与梁单元高度相同的壳单元节点相连，并采用多点约束RBE2将梁单元节点作为主节点，将壳单元节点作为从节点，且梁单元节点和壳单元节点六个自由度保持一致；S05：将梁单元划分为N段，在每段的上下端面节点位置处建立集中质量点单元，得到悬挂式充液贮箱动力学模型；集中质量点单元的建模方法如下：第i段梁单元对应的贮箱筒段I的质量和质心位置与实际结构一致，第i段上、下端面集中质量点单元的确定方法如下：M＝M1+M2，M1*L1＝M2*(L‑L1)其中，M为贮箱筒段I的质量，L为贮箱筒段I的高度，L1为贮箱筒段I的质心与第i段上端面的距离，L2为贮箱筒段I的质心与第i段下端面的距离，M1、M2分别为第i段上、下端面集中质量点单元的质量，所述贮箱筒段I的质量包括贮箱筒段I的结构质量和存储液体质量；S06：对SO5得到的模型进行模态分析和动力学响应分析，得到峰值频率、振型斜率、广义质量、峰值加速度响应的数值计算结果。