本申請屬于結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法及裝置，包括，獲取結(jié)構(gòu)的初始傳遞函數(shù)；將初始傳遞函數(shù)根據(jù)剛度和質(zhì)量的改變平移一系列值，得到一系列新傳遞函數(shù)；將所有新傳遞函數(shù)的關(guān)注頻率分別減去設(shè)定的激勵(lì)頻率，得到多個(gè)頻率差；將所有新傳遞函數(shù)在設(shè)定激勵(lì)下的均方根響應(yīng)分別比上初始傳遞函數(shù)在設(shè)定激勵(lì)下的均方根響應(yīng)，得到多個(gè)響應(yīng)比；擬合頻率差與響應(yīng)比的關(guān)系曲線；將所述關(guān)系曲線的曲率小于預(yù)設(shè)值的點(diǎn)所對應(yīng)的頻率差作為臨界頻率差。本發(fā)明專利技術(shù)依據(jù)結(jié)構(gòu)自身頻響曲線特性和調(diào)節(jié)前后均方根響應(yīng)大小，給出了結(jié)構(gòu)固有頻率和激勵(lì)頻率差值的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，大大拓寬了結(jié)構(gòu)固有頻率的可設(shè)計(jì)范圍。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請屬于結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別涉及一種基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法及裝置。
技術(shù)介紹
1、現(xiàn)有方法在進(jìn)行頻率設(shè)計(jì)時(shí)基本以相差3hz、5％、半功率帶寬、倍為指標(biāo)，該設(shè)計(jì)準(zhǔn)則在一般情況下可以較好地指導(dǎo)頻率設(shè)計(jì)工作，但有些時(shí)候目標(biāo)結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜，模態(tài)眾多，導(dǎo)致固有頻率之間十分接近，這時(shí)候上述指標(biāo)就難以達(dá)到。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述問題，本申請?zhí)峁┝艘环N基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括：
2、步驟s1：獲取結(jié)構(gòu)的初始傳遞函數(shù)；
3、步驟s2：將初始傳遞函數(shù)根據(jù)剛度和質(zhì)量的改變平移一系列值，得到一系列新傳遞函數(shù)；
4、步驟s3：將所有新傳遞函數(shù)的關(guān)注頻率分別減去設(shè)定的激勵(lì)頻率，得到多個(gè)頻率差；將所有新傳遞函數(shù)在設(shè)定激勵(lì)下的均方根響應(yīng)分別比上初始傳遞函數(shù)在設(shè)定激勵(lì)下的均方根響應(yīng)，得到多個(gè)響應(yīng)比；
5、步驟s4：擬合頻率差與響應(yīng)比的關(guān)系曲線；
6、步驟s5：將所述關(guān)系曲線的曲率小于預(yù)設(shè)值的點(diǎn)所對應(yīng)的頻率差作為臨界頻率差，將臨界頻率差作為結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)的建議值。
7、優(yōu)選的是，初始傳遞函數(shù)的獲取方法包括：
8、對結(jié)構(gòu)的有限元模型進(jìn)行頻率響應(yīng)分析；
9、提取頻率響應(yīng)分析結(jié)果中結(jié)構(gòu)x、y、z方向上各頻率點(diǎn)下的實(shí)部和虛部響應(yīng)，再進(jìn)行合成得到結(jié)構(gòu)的初始傳遞函數(shù)。
10、優(yōu)選的是，提取頻率響應(yīng)分析結(jié)果中結(jié)構(gòu)x、y、z方向上各頻率點(diǎn)下的實(shí)部和虛部響應(yīng)具體步驟包括：
>11、對實(shí)際結(jié)構(gòu)三維數(shù)模建立動力學(xué)有限元模型，依據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際受載方式對有限元模型施加單位載荷；12、并利用patran軟件對有限元模型進(jìn)行頻率響應(yīng)分析；
13、利用頻響分析結(jié)果中的f06文件提取出結(jié)構(gòu)x、y、z方向上各頻率點(diǎn)下的實(shí)部和虛部響應(yīng)。
14、優(yōu)選的是，根據(jù)結(jié)構(gòu)受到的載荷大小和所述傳遞函數(shù)得到結(jié)構(gòu)的均方根響應(yīng)；將傳遞函數(shù)根據(jù)剛度和質(zhì)量的變化進(jìn)行平移后，根據(jù)結(jié)構(gòu)受到的載荷大小得到結(jié)構(gòu)的均方根響應(yīng)。
15、優(yōu)選的是，均方根響應(yīng)的計(jì)算公式包括：
16、
17、式中，rms代表均方根，f0和f1分別代表積分頻帶的上下限，h(w)代表傳遞函數(shù)，psd代表載荷。
18、優(yōu)選的是，結(jié)構(gòu)固有頻率與激勵(lì)頻率之差大于等于臨界頻率差，結(jié)構(gòu)避開了共振區(qū)。
19、一種基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)模塊，采用所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，包括：
20、讀取模塊，用于獲取結(jié)構(gòu)的初始傳遞函數(shù)；
21、平移模塊，用于將初始傳遞函數(shù)根據(jù)剛度和質(zhì)量的改變平移一系列值，得到一系列新傳遞函數(shù)；
22、計(jì)算模塊，用于將所有新傳遞函數(shù)的關(guān)注頻率分別減去設(shè)定的激勵(lì)頻率，得到多個(gè)頻率差；將所有新傳遞函數(shù)在設(shè)定激勵(lì)下的均方根響應(yīng)分別比上初始傳遞函數(shù)在設(shè)定激勵(lì)下的均方根響應(yīng)，得到多個(gè)響應(yīng)比；
23、擬合模塊：用于擬合頻率差與響應(yīng)比的關(guān)系曲線；
24、輸出模塊，用于將所述關(guān)系曲線的曲率小于預(yù)設(shè)值的點(diǎn)所對應(yīng)的頻率差作為臨界頻率差輸出，臨界頻率差作為結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)的建議值。
25、優(yōu)選的是，還包括：
26、分析模塊，用于對結(jié)構(gòu)的有限元模型進(jìn)行頻率響應(yīng)分析；
27、合成模塊，用于提取頻率響應(yīng)分析結(jié)果中結(jié)構(gòu)x、y、z方向上各頻率點(diǎn)下的實(shí)部和虛部響應(yīng)，再進(jìn)行合成得到結(jié)構(gòu)的初始傳遞函數(shù)。
28、優(yōu)選的是，還包括：
29、建模模塊，用于對實(shí)際結(jié)構(gòu)三維數(shù)模建立動力學(xué)有限元模型，依據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際受載方式對有限元模型施加單位載荷；
30、優(yōu)選的是，分析模塊調(diào)用patran軟件對有限元模型進(jìn)行頻率響應(yīng)分析。
31、優(yōu)選的是，合成模塊利用頻響分析結(jié)果中的f06文件提取出結(jié)構(gòu)x、y、z方向上各頻率點(diǎn)下的實(shí)部和虛部響應(yīng)。
32、優(yōu)選的是，計(jì)算模塊中計(jì)算均方根響應(yīng)所用公式為：
33、
34、式中，rms代表均方根，f0和f1分別代表積分頻帶的上下限，h(w)代表傳遞函數(shù)，psd代表載荷。
35、本申請的優(yōu)點(diǎn)包括：對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的3hz頻率差難以滿足，本方法依據(jù)具體結(jié)構(gòu)的頻響特性和均方根響應(yīng)，給出了更為明確的頻率差設(shè)計(jì)值，大大拓寬了復(fù)雜結(jié)構(gòu)在低頻時(shí)的固有頻率可設(shè)計(jì)范圍，從而降低了頻率設(shè)計(jì)難度。
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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，其特征在于，初始傳遞函數(shù)的獲取方法包括：
3.如權(quán)利要求2所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，其特征在于，提取頻率響應(yīng)分析結(jié)果中結(jié)構(gòu)X、Y、Z方向上各頻率點(diǎn)下的實(shí)部和虛部響應(yīng)具體步驟包括：
4.如權(quán)利要求1所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)結(jié)構(gòu)受到的載荷大小和所述傳遞函數(shù)得到結(jié)構(gòu)的均方根響應(yīng)；將傳遞函數(shù)根據(jù)剛度和質(zhì)量的變化進(jìn)行平移后，根據(jù)結(jié)構(gòu)受到的載荷大小得到結(jié)構(gòu)的均方根響應(yīng)。
5.如權(quán)利要求1所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，其特征在于，均方根響應(yīng)的計(jì)算公式包括：
6.如權(quán)利要求1所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，其特征在于，結(jié)構(gòu)固有頻率與激勵(lì)頻率之差大于等于臨界頻率差，結(jié)構(gòu)避開了共振區(qū)。
7.一種基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)裝置，采用如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括：
8.如權(quán)利要求7所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)裝置，其特征在于，還包括：
9.如權(quán)利要求8所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)裝置，其特征在于，還包括：
10.如權(quán)利要求8所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)裝置，其特征在于，分析模塊調(diào)用patran軟件對有限元模型進(jìn)行頻率響應(yīng)分析。
11.如權(quán)利要求10所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)裝置，其特征在于，合成模塊利用頻響分析結(jié)果中的f06文件提取出結(jié)構(gòu)X、Y、Z方向上各頻率點(diǎn)下的實(shí)部和虛部響應(yīng)。
12.如權(quán)利要求1所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)裝置，其特征在于，計(jì)算模塊中計(jì)算均方根響應(yīng)所用公式為：
...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，其特征在于，初始傳遞函數(shù)的獲取方法包括：
3.如權(quán)利要求2所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，其特征在于，提取頻率響應(yīng)分析結(jié)果中結(jié)構(gòu)x、y、z方向上各頻率點(diǎn)下的實(shí)部和虛部響應(yīng)具體步驟包括：
4.如權(quán)利要求1所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，其特征在于，根據(jù)結(jié)構(gòu)受到的載荷大小和所述傳遞函數(shù)得到結(jié)構(gòu)的均方根響應(yīng)；將傳遞函數(shù)根據(jù)剛度和質(zhì)量的變化進(jìn)行平移后，根據(jù)結(jié)構(gòu)受到的載荷大小得到結(jié)構(gòu)的均方根響應(yīng)。
5.如權(quán)利要求1所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，其特征在于，均方根響應(yīng)的計(jì)算公式包括：
6.如權(quán)利要求1所述的基于均方根響應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率設(shè)計(jì)方法，其特征在于，結(jié)構(gòu)固有頻率與激勵(lì)頻率之差大于等于臨界...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：文永帥，王斌，黃超廣，熊峰，劉江華，劉成玉，
申請(專利權(quán))人：中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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