CN110298140B - 动力学特性的估算方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

动力学特性的估算方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种动力学特性的估算方法、装置、设备和存储介质。所述方法包括：获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据；根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据确定改进结构的振动响应信息，所述改进结构为所述原始结构和所述支撑结构的结合体；根据所述振动响应信息确定所述改进结构的改进动力学特性。本发明实施例通过采用上述技术方案，基于原始结构的实际动柔度数据估算改进结构的动力学特性，能够提高改进结构动力学特性估算结果的准确性。

Description

动力学特性的估算方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明涉及振动技术领域，尤其涉及一种动力学特性的估算方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
在船舶、航空航天、汽车等领域，为了降低船舶、飞机、汽车等结构振动，在完成结构实物后，往往需要对结构中设计不合理的部分进行动力学改进。
现有技术中，针对设计不合理部分的改进工作，需通过结构的测试、仿真模型修正及仿真和改进设计三个步骤，即通过结构测试确定设计不合理的原始结构，建立原始结构的仿真分析模型，通过添加成结构对仿真分析模型进行修正，并基于修改后的仿真分析模型对原始结构进行改进。
但是，仿真分析模型建立过程中存在的理论假设、边界条件近似和阻尼误差等，会使得仿真分析模型与实际的结构之间不可避免的存在一定程度的偏差，导致仿真分析模型改进过程中所估算出的改进结构的动力学特性的准确性较低，无法有效地指导原始结构动力学特性的改进工作。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种动力学特性的估算方法、装置、设备和存储介质，以提高改进结构动力学特性估算结果的准确性。
第一方面，本发明实施例提供了一种动力学特性的估算方法，包括：
获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据；
根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据确定改进结构的振动响应信息，所述改进结构为所述原始结构和所述支撑结构的结合体；
根据所述振动响应信息确定所述改进结构的改进动力学特性。
第二方面，本发明实施例提供了一种动力学特性的估算装置，包括：
数据获取模块，用于获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据；
响应确定模块，用于根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据确定改进结构的振动响应信息，所述改进结构为所述原始结构和所述支撑结构的结合体；
特性确定模块，用于根据所述振动响应信息确定所述改进结构的改进动力学特性。
第三方面，本发明实施例提供了一种设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例所述的动力学特性的估算方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所述的动力学特性的估算方法。
在上述估算动力学特性的技术方案中，获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据，根据该实际动柔度数据和理论动柔度数据确定改进结构的振动响应信息，并根据所确定的振动响应信息确定改进结构的动力学特性。本发明实施例通过采用上述技术方案，基于原始结构的实际动柔度数据估算改进结构的动力学特性，能够提高改进结构动力学特性估算结果的准确性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例一提供的一种动力学特性的估算方法的流程示意图；
图2A为本发明实施例二提供的一种动力学特性的估算方法的流程示意图；
图2B为本发明实施例二提供的一种改进结构的结构示意图；
图3A为本发明实施例三提供的一种动力学特性的估算方法的流程示意图；
图3B为本发明实施例三提供的一种改进结构的离散数值模型示意图；
图3C为本发明实施例三提供的改进结构的动柔度预测值与改进结构的动柔度数值解的动柔度幅值对比图；
图3D为本发明实施例三提供的改进结构的动柔度预测值与改进结构的动柔度数值解的动柔度相位对比图；
图4为本发明实施例四提供的一种动力学特性的估算装置的结构示意图；
图5为本发明实施例五提供的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合
实施例一
本发明实施例一提供一种动力学特性的估算方法。该方法适用于在对原始结构进行改进之前，预估改进结构(即改进后的原始结构)的动力学特性的情况，该方法可以由动力学特性的估算装置执行，其中，该装置可以由软件和/或硬件实现，并一般集成在具有动力学特性估算功能的设备中。
需要说明的是，本发明实施例所提供的动力学特性的估算方法，具体适用于原始结构的改进过程中，具体地，在采用大型动力设备进行驱动的装置(如船舶、飞机、汽车等)中，由于驱动设备(如大型低速机)运转过程中所产生的倾覆力矩会引起船体的振动，因此在装置的动力学特性未达到预设动力学特性标准时，可以确定原始结构的改进方法，预估采用该方法改进后的原始结构(即改进结构)的动力学特性，并在预估的动力学特性达到预设动力学标准时，采用该方法对原始结构进行改进。在现有技术方案中，预估改进结构的动力学特性时，会建立原始结构的动力学模型，对该动力学模型进行改进，并基于改进后的动力学模型预估改进结构的动力学特性，由于在建立原始结构的动力学模型时，会不可避免的出现一定程度的偏差，因此此种方案会影响基于该动力学模型所预估的改进结构的动力学特性。采用本实施例提供的动力学特性的估算方法，直接采用原始结构真实的动柔度数据预估改进结构的动力学特性，可以有效地提高改进结构动力学特性预估结果的准确性。
图1为本发明实施例一提供的一种动力学特性的估算方法的流程示意图，参考图1，本实施例提供的动力学特性的估算方法可以包括：
S110、获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据。
本实施例中，原始结构可以为任意需要关注其动力学特性的结构，如船舶、飞机、汽车等的主体结构、主体结构的某一部分或其他非主体结构等等。支撑结构可以理解为原始结构上需要添加的、用于在原始结构的两支撑点之间起支撑作用的结构。实际动柔度数据可以理解为动柔度数据的实际值，如实际测量得到的动柔度数据；理论动柔度数据可以理解为动柔度数据的理论值，如通过理论计算得到的动柔度数据。
本步骤中，原始结构的实际动柔度数据可以从其他设备中获取或基于工作人员输入的数据确定，相应的，工作人员可以控制其他设备，如动柔度数据测量设备，测量并发送原始结构的实际动柔度数据，或者，在控制其他设备测量得到原始结构的实际动柔度数据后，将该实际动柔度数据输入至进行动力学特性估算的设备中；也可以通过测量获得，如在该简谐力的作用下测量原始结构的动柔度数据。支撑结构的理论动柔度数据可以通过数据仿真获得，如构建支撑结构的动力学模型，并基于该动力学模型计算支撑结构的理论动柔度数据。
其中，原始结构/支撑结构的实际动柔度数据/理论动柔度数据可以包括原始结构/支撑结构在多个目标点(如支撑点和/或激励点等)处的动柔度数据，原始结构/支撑结构在某一目标点处的动柔度数据可以包括其在该点处的原点动柔度和/或其在其他点与该点之间的跨点动柔度，例如，原始结构在某一目标点处的实际动柔度数据可以包括原始结构在该目标点处的实际原点动柔度，和/或，原始结构在其他目标点与该目标点之间的实际跨点动柔度；支撑结构在某一支撑点处的理论动柔度数据可以包括支撑结构在该支撑点处的理论原点动柔度，和/或，支撑结构在其他支撑点与该支撑点之间的理论跨点动柔度，本实施例不对此进行限制。在此，原始结构/支撑结构在某一目标点处的原点动柔度为在该点处施加单位强度简谐力时，原始结构/支撑结构在该点处的振动响应幅值随简谐力频率的变化；原始结构/支撑结构在某一目标点与其他目标点之间的跨点动柔度为在该目标点处施加单位强度简谐力，原始结构/支撑结构在该其他目标点处的振动响应幅值随简谐力频率的变化。
S120、根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据确定改进结构的振动响应信息，所述改进结构为所述原始结构和所述支撑结构的结合体。
具体的，可以根据该理论动柔度数据确定可表征支撑结构的动力学特性的动柔度矩阵，结合原始结构的实际动柔度数据与支撑结构的动柔度矩阵得到加支撑结构后得到的改进结构的动柔度方程，并求解该动柔度方程，得到在简谐力的作用下，改进结构在各点处的振动响应信息。其中，改进结构在某一点处的振动响应信息至少包括改进结构在该点处的振动响应幅值，也可以进一步包括改进结构在该点处的振动响应频率和/或振动响应相位，本实施例不对此进行限制。考虑到各参量在动力学特性估算过程中的实用性，优选的，改进结构在某一点处的振动响应信息可以为改进结构在该点处的振动响应幅值，从而，进一步简化改进结构动力学特性的估算过程，减少动力学特性估算所耗费的时间。
S130、根据所述振动响应信息确定所述改进结构的改进动力学特性。
本实施例中，改进结构的动力学特性可以通过改进结构的动柔度数据进行表征，此时，相应的，在计算得到改进结构在简谐力作用下的振动响应信息后，可以将各振动响应信息分别与该简谐力相除即可得到改进结构的动柔度数据，即确定改进结构的动力学特性。
本发明实施例一提供的动力学特性的估算方法，获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据，根据该实际动柔度数据和理论动柔度数据确定改进结构的振动响应信息，并根据所确定的振动响应信息确定改进结构的动力学特性。本发明实施例通过采用上述技术方案，基于原始结构的实际动柔度数据估算改进结构的动力学特性，能够提高改进结构动力学特性估算结果的准确性。
实施例二
图2A为本发明实施例二提供的一种动力学特性的估算方法的流程示意图。本实施例在上述实施例的基础上，将“获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据”优化为：分别在简谐力的作用下测量原始结构在各支撑点处的第一实际动柔度数据和所述原始结构在激励点处的第二实际动柔度数据，作为所述原始结构的实际动柔度数据；以所述第一实际动柔度数据为边界条件，构建所述支撑结构的动力学模型，并基于所述动力学模型计算所述支撑结构在所述支撑点处的理论动柔度数据，作为所述支撑结构的理论动柔度数据。
进一步地，所述根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据确定改进结构的振动响应信息，包括：根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据构建改进结构的动力学方程；对所述动力学方程进行求解，得到所述改进结构的振动响应信息，所述振动响应信息包括所述改进结构在各所述支撑点处的第一振动响应信息以及所述改进结构在所述激励点处的第二振动响应信息。
相应的，如图2A所示，本实施例提供的动力学特定的估算方法包括：
S210、分别在简谐力的作用下测量原始结构在各支撑点处的第一实际动柔度数据和所述原始结构在激励点处的第二实际动柔度数据，作为所述原始结构的实际动柔度数据。
由于估算改进结构的动力学特性时会较为关注结构改进点(即支撑点)处以及由动力设备或其他设备施加的简谐力的激励位置(即激励点)处的动力学特性，即改进结构在支撑点和激励点处的动力学特性具有较高的参考价值，因此，本实施例优选采用原始结构在各支撑点和激励点处的实际动柔度来表征原始结构的实际动柔度数据，以提高后续采用该实际动柔度数据估算得到的改进结构的动力学特性的实用价值。
本实施例中，原始结构的某支撑点处的第一实际动柔度数据以及原始结构在某激励点处的第二实际动柔度数据所可以包括其在本点处的原点动柔度数据和/或其在其他支撑点与本点之间的跨点动柔度数据，本实施例不对此进行限制。优选的，原始结构在某支撑点处的第一实际动柔度数据可以包括原始结构在本支撑点处的原点动柔度以及原始结构在其他支撑点与本支撑点之间的跨点动柔度；原始结构在某激励点处的第二实际动柔度数据可以包括原始结构在各支撑点与本激励点之间的跨点动柔度。其中，支撑点可以理解为支撑结构与原始结构之间的连接点，激励点可以为原始结构上除支撑点之外的任意一点，优选为动力设备工作过程中所产生的非平衡力对原始结构的作用点，从而进一步提高后续估算得到的改进结构的改进动力学特性的参考价值。
具体的，以存在两个支撑点为例，原始结构第一动柔度数据和第二动柔度数据的测量过程可以为：确定激励点；随机或按照设定的规则选取一个支撑点作为简谐力的当前作用点并在该点处施加简谐力，在简谐力持续作用于该当前作用点的过程中，测量原始结构在该支撑点处的原点动柔度、该支撑点与其他支撑点之间的跨点动柔度以及该支撑点与激励点之间的跨点动柔度，并在测量完成后，选取另一个支撑点作为简谐力的当前作用点，重复上述测量步骤；以及，将激励点作为简谐力的当前作用点并在该点处施加简谐力，在简谐力持续作用于该当前作用点的过程中，测量原始结构在该激励点处的原点动柔度以及原始结构在该激励点与各支撑点之间的跨点动柔度。由此，即可得到原始结构的第一实际动柔度数据和第二实际动柔度数据。
S220、以所述第一实际动柔度数据为边界条件，构建所述支撑结构的动力学模型，并基于所述动力学模型计算所述支撑结构在所述支撑点处的理论动柔度数据，作为所述支撑结构的理论动柔度数据。
本实施例中，构建支撑结构的动力学模型的方法可以根据需要选取，如可以采用有限元法或其他现有的理论方法进行构建，本实施例不再对此进行详细描述。相应的，在构建得到支撑结构的动力学模型之后，采用该动力学模型进行仿真即可得到支撑结构在支撑点处的理论动柔度数据，例如，将所施加的简谐力作为输入值输入至该动力学模型，并基于该动力学模型的输出值确定支撑结构在各支撑点处的理论动柔度数据。其中，支撑结构的动力学模型可以为数值模型，该模型中可以包括支撑结构的质量矩阵和/或刚度矩阵等表征支撑结构的动力学特性的矩阵或函数；支撑结构在每个支撑点处的理论动柔度数据可以包括采用上述动力学模型计算得到的支撑结构在本支撑点处的原点动柔度数据以及支撑结构在其他支撑点与本支撑点之间的跨点动柔度数据。
S230、根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据构建改进结构的动力学方程。
具体的，根据所述实际动柔度数据构建所述原始结构的第一动力学方程，并根据所述理论动柔度数据构建所述支撑结构的第二动力学方程，合并所述第一动力学方程和所述第二动力学方程，得到所述改进结构的动力学方程。
示例性的，如图2B所示，假设原始结构为A，支撑结构为S，原始结构的自由度为a，支撑结构自由度为s，原始结构与支撑结构连接位置处(即支撑点处)的自由度为c，由动力学方程的相关定义可知，原始结构的动力学方程可以写作如下形式：
[HA](fA)＝(uA) (1)
支撑结构的动力学方程可以写作如下形式：
[HS](fS)＝(uS) (2)
其中，HA为原始结构的动柔度矩阵；fA为施加于原始结构上的简谐力；uA为原始结构在简谐力作用下的位移，即振动响应幅度；HS为支撑结构的动柔度矩阵，fS为施加于支撑结构上的简谐力；uS为支撑结构在简谐力作用下的位移，即振动响应幅度。
由于支撑结构与原始结构之间的主要作用力为沿支撑结构支撑方向的力，因此，为了便于推导以及简化动力特性估算过程中所需的计算量，本实施优选可以在连接位置处仅考虑平行于支撑结构轴向的两个方向的自由度进行推导，此时，假设两支撑点C1和C2的自由度分别为c1和c2，并假设当在改进结构的激励点A1处施加一个简谐力
Figure BDA0002132126330000101
时，改进结构在A1点处的位移为
Figure BDA0002132126330000102
改进结构在C1点和C2点处的位移分别为
Figure BDA0002132126330000103
和
Figure BDA0002132126330000104
令改进结构在C1点和C2点处作用于支撑结构上的内力分别为
Figure BDA0002132126330000105
和
Figure BDA0002132126330000106
由于改进结构作用于支撑结构上的内力与改进结构作用于原始结构上的内力大小相等方向相反，则原始结构的动力学方程可以写作如下形式：
Figure BDA0002132126330000107
支撑结构的动力学方程可描述如下：
Figure BDA0002132126330000108
在上述公式(3)和(4)中，
Figure BDA0002132126330000109
Figure BDA00021321263300001010
和
Figure BDA00021321263300001011
为S210中测量得到的原始结构的实际动柔度数据，
Figure BDA00021321263300001012
和
Figure BDA00021321263300001013
为S220中计算得到的支撑结构的理论动柔度数据。其中，
Figure BDA0002132126330000111
为原始结构在C1点处的原点动柔度，
Figure BDA0002132126330000112
为原始结构在C2点和C1点之间的跨点动柔度，
Figure BDA0002132126330000113
为原始结构在A1点和C1点之间的跨点动柔度，
Figure BDA0002132126330000114
为原始结构在C1点和C2点之间的跨点动柔度，
Figure BDA0002132126330000115
为原始结构在C2点处的原点动柔度，
Figure BDA0002132126330000116
为原始结构在A1点和C2点之间的跨点动柔度，
Figure BDA0002132126330000117
为原始结构在C1点和A1点之间的跨点动柔度，
Figure BDA0002132126330000118
为原始结构在C2点和A1点之间的跨点动柔度，
Figure BDA0002132126330000119
为原始结构在A1点处的原点动柔度，
Figure BDA00021321263300001110
为支撑结构在C1点处的原点动柔度数据，
Figure BDA00021321263300001111
为支撑结构在C2点与C1点之间的跨点动柔度数据，
Figure BDA00021321263300001112
为支撑结构在C1点与C2点之间的跨点动柔度数据，
Figure BDA00021321263300001113
为支撑结构在C2点处的原点动柔度数据。
可见，方程(3)与(4)中共包括5个等式，此时，基于各等式将方程(3)与(4)合并，并将各未知数移至方程等号左侧，即可得到改进结构的动力学方程：
Figure BDA00021321263300001114
S240、对所述动力学方程进行求解，得到所述改进结构的振动响应信息，所述振动响应信息包括所述改进结构在各所述支撑点处的第一振动响应信息以及所述改进结构在所述激励点处的第二振动响应信息。
以改进结构的动力学方程为上述方程(5)为例，由于方程中包含5个等式和5个未知数，因此，对该方程进行求解即可得到改进结构在支撑点C1处的振动响应幅值
Figure BDA00021321263300001115
改进结构在支撑点C2处的振动响应幅值
Figure BDA00021321263300001116
以及改进结构在激励点A1处的振动响应幅值
Figure BDA00021321263300001117
即得到改进结构在各支撑点处的第一振动响应信息以及改进结构在激励点处的第二振动响应信息。
S250、根据所述振动响应信息确定所述改进结构的改进动力学特性。
示例性的，假设在改进结构上所施加的简谐力为
Figure BDA0002132126330000121
改进结构在激励点A1处的振动响应幅值为
Figure BDA0002132126330000122
改进结构在支撑点C1处的振动响应幅值为
Figure BDA0002132126330000123
改进结构在支撑点C2处的振动响应幅值为
Figure BDA0002132126330000124
那么，改进结构的动力学特性可以表示为：
Figure BDA0002132126330000125
Figure BDA0002132126330000126
Figure BDA0002132126330000127
其中，
Figure BDA0002132126330000128
为改进结构在A1点处的原点动柔度，
Figure BDA0002132126330000129
为改进结构在A1点与C1点之间的跨点动柔度，
Figure BDA00021321263300001210
为改进结构在A1点与C2点之间的跨点动柔度。
本发明实施例二提供的动力学特性的估算方法，首先，在简谐力作用下测量原始结构的在各支撑点处的第一实际动柔度数据和原始结构在激励点处的第二实际动柔度数据，作为原始结构的实际动柔度数据，并以该第一实际动柔度数据为边界条件，构建支撑结构的动力学模型，基于该动力学模型确定支撑结构的理论动柔度数据，然后，根据该实际动柔度数据和该理论动柔度数据构建改进结构的动力学方程并求解该动力学方程得到改进结构的振动响应信息，进而根据该振动响应信息确定改进结构的动力学特性。上述技术方案，由于直接基于原始结构的实际动柔度数据估算改进结构的动力学特性，无需搭建原始结构的动力学模型，因此，可以避免对于原始结构动力学模型的简化、边界条件的近似等约束不准确引起的误差。从而，采用上述技术方案，仅包括两个方面误差，即原始结构的实际动柔度数据的测试误差与支撑结构的动力学模型与实际结构之间的差异，然而，随着测试技术的不断迭代升级，现阶段测试数据已经能够达到很高的精度，即现阶段结构的测试误差已被大大降低；由于支撑结构的结构形式简单，且直接采用原始结构的实际动柔度数据作为边界条件，建模过程中不涉及边界条件的近似，可以保证动力学模型的精度。因此，从上述两个方面出发，本实施例提供的上述技术方案相比于传统的估算方法，能够极大的提高改进结构动力学特性估算结果的准确性与可靠性，进而提高工作人员的使用体验。
实施例三
图3A为本发明实施例三提供的一种动力学特性的估算方法。本实施例在上述实施例的基础上进行优化，进一步地，在所述获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据之前，还包括：根据原始结构的原始结构信息和原始动力学特性确定支撑结构的连接位置，作为支撑点，所述原始结构信息包括所述原始结构的结构参数和所述原始结构所处环境的空间布局信息。
进一步地，在所述获取原始结构的结构信息之前，还包括：确定所述原始结构的原始动力学特性未达到预设动力学标准。
进一步地，在所述根据所述振动响应信息确定所述改进结构的改进动力学特性之后，还包括：如果所述改进动力学特性达到所述预设动力学标准，则将所述支撑结构连接于所述支撑点处，以对所述原始结构进行改进；如果所述改进动力学特性未达到所述预设动力学标准，则返回所述根据所述结构信息确定支撑结构的连接位置的操作，直至所述动力学特性达到所述预设动力学标准为止。
相应的，如图3A所示，本实施例提供的动力学特性的估算方法包括：
S310、确定原始结构的原始动力学特性未达到预设动力学标准。
具体的，将原始结构的原始动力学特性与预设动力学标准进行比较，判断该原始动力学特性是否达到预设动力学标准，若是，则执行S320；若否，即若确定原始结构的原始动力学特性达到预设动力学标准，则结束操作。本实施例中，原始结构的原始动力学特性可以通过对原始结构进行动柔度测试获得。其中，原始结构的原始动力学特性可以包括原始结构在各振动评估点的动柔度数据，所述振动评估点优选包括激励点及其他关注其动柔度数据的位置点。
S320、根据原始结构的原始结构信息和原始动力学特性确定支撑结构的连接位置，作为支撑点，所述原始结构信息包括所述原始结构的结构参数和所述原始结构所处环境的空间布局信息。
具体的，综合分析原始结构的原始动柔度数据以及现场的空间位置、布置、重量等限制条件，初步确定可设置支撑结构的支撑位置，即支撑点。例如，可以首先确定动力学特性未达到预设动力学标准的点作为未达标点；然后根据待选点附近原始结构的结构参数(如材质和厚度等)和原始结构所处的空间布局信息，从各未达标点中选取适于连接支撑结构的点作为待选点，并从各待选点中随机或按照一定规则选取两个点作为本次的支撑点，或者，针对每个未达标点，选取位于该未达标点两侧预设距离范围内且适于连接支撑结构的点作为支撑点，本实施例不对此进行限制。其中，原始结构的结构参数可以基于用户的输入操作获得或从其他设备中获取；原始结构的空间布局信息可以通过分析原始结构所处环境的图像获得。
此外，在确定支撑结构的支撑位置(即支撑点)的过程中或在确定支撑结构的支撑位置之后，还可以进一步确定支撑结构的基本几何尺寸。由于支撑结构多为柱体结构，因此，此时所确定的支撑结构的基本几何尺寸可以包括支撑结构横截面的形状和横截面的尺寸。其中，支撑结构横截面形状与尺寸可以根据需要设置，如横截面的形状可以设置为圆形、方向或三角形，等等。
S330、分别在简谐力的作用下测量原始结构在各支撑点处的第一实际动柔度数据和所述原始结构在激励点处的第二实际动柔度数据，作为所述原始结构的实际动柔度数据。
S340、以所述第一实际动柔度数据为边界条件，构建所述支撑结构的动力学模型，并基于所述动力学模型计算所述支撑结构在所述支撑点处的理论动柔度数据，作为所述支撑结构的理论动柔度数据。
S350、根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据确定改进结构的振动响应信息，所述改进结构为在所述原始结构和所述支撑结构的结合体。
S360、根据所述振动响应信息确定所述改进结构的改进动力学特性。
S370、判断所述改进动力学特性是否达到所述预设动力学标准，若是，则执行S380；若否，则返回S320。
在此，需要说明的是，当改进动力学特性未达到预设动力学标准并返回执行S320时，可以调整支撑点的位置或增加新的支撑位置，即可以撤销原支撑点，重新确定与原支撑点不完成相同的新的支撑点，并重新在该新的支撑点连接支撑结构，得到改进结构(此时得到的改进结构中的支撑结构仅由该重新确定的支撑结构的构成)；也可以在已经增加了原支撑结构的原改进结构的基础上进一步增加其他支撑结构，得到改进结构(此时得到的改进结构中的支撑结构由原支撑结构和该其他支撑结构构成)，本实施例不对此进行限制。
S380、将所述支撑结构连接于所述支撑点处，以对所述原始结构进行改进。
具体的，选取结合尺寸等与动力学模型相匹配的支撑结构，并将支撑结构的两端连接于两支撑点处，从而实现对原始结构的改进。
进一步地，搭建如图3B所示的改进结构的离散数值模型对本发明实施例提供的技术方案进行验证，如图3B所示，假设原始结构可简化为7个质量模型m1-m7，且m1-m7的质量分别为395kg、50kg、45kg、33kg、35kg、52kg以及72kg，弹簧k1-k7的刚度分别为8000MN/m、10000MN/m、50000MN/m、70000MN/m、32000MN/m、3200MN/m以及1300MN/m；支撑结构简化为3个质量模型mnew1-mnew3，mnew1-mnew3的质量分别为36kg、72kg以及81kg，弹簧knew1和knew2的刚度均为1300MN/m。利用本发明实施例所提供的方法，对于增加支撑结构之后的改进结构在支撑点处的动柔度进行计算，结果如图3C和图3D所示，由图3C和图3D可知，采用本发明实施例所提供的技术方案得到的改进结构的动柔度的预测值与基于改进结构的数值模型得到的改进结构的动柔度的数值解相比，动柔度的幅值与相位均完全一致，从而证明了本发明实施例所提供的动力学特性的估算方法的可行性。
本发明实施例三提供的动力学特性的估算方法，当原始结构的原始动力学特性未达到预设动力学标准时，首先，根据原始结构的原始结构信息和原始动力学特性确定支撑结构的连接位置，作为支撑点；然后，测量原始结构在各支撑点处的第一实际动柔度数据以及原始结构在激励点处的第二实际动柔度数据，计算支撑结构的理论动柔度数据，并基于该实际动柔度数据和该理论动柔度数据估算改进结构的动力学特性，进而基于该动力学特性是否达到预设动力学标准确定支撑结构的设计是否合理，并在支撑结构的设计不合理时重新设计支撑结构。本实施例通过采用上述技术方案，能够精确的估计原始结构在增加相应支撑结构之后的动力学特性变化，精确快速地将原始结构的动力学特性修正至符合预设动力学标准，进而在为支撑结构的优化设计带来了极大便利的同时，大大的降低了支撑结构修改成本，从而为复杂结构出现共振或振动幅值较大的问题提供了一套切实可行的解决方案，
实施例四
本发明实施例四提供一种动力学特性的估算装置。该装置可以由软件和/或硬件实现，一般可集成在具有动力学特性估算功能的设备中，可通过执行动力学特性的估算方法估算改进结构的动力学特性。图4为本发明实施例四提供的一种动力学特性的估算装置的结构框图，如图4所示，该装置包括数据获取模块401、响应确定模块402和特性确定模块403，其中，
数据获取模块401，用于获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据；
响应确定模块402，用于根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据确定改进结构的振动响应信息，所述改进结构为所述原始结构和所述支撑结构的结合体；
特性确定模块403，用于根据所述振动响应信息确定所述改进结构的改进动力学特性。
本发明实施例四提供的动力学特性的估算方法，通过数据获取模块获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据，通过响应确定模块根据该实际动柔度数据和理论动柔度数据确定改进结构的振动响应信息，并通过特性确定模块根据所确定的振动响应信息确定改进结构的动力学特性。本实施例通过采用上述技术方案，基于原始结构的实际动柔度数据估算改进结构的动力学特性，能够提高改进结构动力学特性估算结果的准确性。
在上述方案中，所述数据获取模块401可以包括：数据测量单元，用于在简谐力的作用下，测量原始结构在各支撑点处的第一实际动柔度数据和所述原始结构在激励点处的第二实际动柔度数据，作为所述原始结构的实际动柔度数据；数据计算单元，用于在简谐力的作用下，测量原始结构在各支撑点处的第一实际动柔度数据和所述原始结构在激励点处的第二实际动柔度数据，作为所述原始结构的实际动柔度数据。
在上述方案中，所述响应确定模块402可以包括：方程构建单元，用于根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据构建改进结构的动力学方程；响应确定单元，用于对所述动力学方程进行求解，得到所述改进结构的振动响应信息，所述振动响应信息包括所述改进结构在各所述支撑点处的第一振动响应信息以及所述改进结构在所述激励点处的第二振动响应信息。
进一步地，所述动力学特定的估算装置还可以包括：支撑点确定模块，用于在所述获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据之前，根据原始结构的原始结构信息和原始动力学特性确定支撑结构的连接位置，作为支撑点，所述原始结构信息包括所述原始结构的结构参数和所述原始结构所处环境的空间布局信息。
进一步地，所述动力学特定的估算装置还可以包括：原始确定模块，用于在所述获取原始结构的结构信息之前，确定原始结构的原始动力学特性未达到预设动力学标准。
进一步地，所述动力学特定的估算装置还可以包括：改进确定模块，用于在所述根据所述振动响应信息确定所述改进结构的改进动力学特性之后，如果所述改进动力学特性达到所述预设动力学标准，则将所述支撑结构连接于所述支撑点处，以对所述原始结构进行改进；如果所述改进动力学特性未达到所述预设动力学标准，则返回所述根据所述结构信息确定支撑结构的连接位置的操作，直至所述动力学特性达到所述预设动力学标准为止。
本发明实施例四提供的动力学特性的估算装置可执行本发明任意实施例提供的动力学特性的估算方法，具备执行动力学特性的估算方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的动力学特性的估算方法。
实施例五
图5为本发明实施例五提供的一种设备的结构示意图，如图5所示，该设备包括处理器50和存储器51，还可以包括输入装置52和输出装置53；设备中处理器50的数量可以是一个或多个，图5中以一个处理器50为例；设备中的处理器50、存储器51、输入装置52和输出装置53可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
存储器51作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的动力学特性的估算方法对应的程序指令/模块(例如，动力学特性的估算装置中的数据获取模块401、响应确定模块402和特性确定模块403)。处理器50通过运行存储在存储器51中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的动力学特性的估算方法。
存储器51可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器51可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器51可进一步包括相对于处理器50远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置52可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置53可包括显示屏等显示设备。
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种动力学特性的估算方法，该方法包括：
获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据；
根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据确定改进结构的振动响应信息，所述改进结构为所述原始结构和所述支撑结构的结合体；
根据所述振动响应信息确定所述改进结构的改进动力学特性。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的动力学特性的估算方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述动力学特性的估算装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种动力学特性的估算方法，其特征在于，包括：
获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据；
根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据确定改进结构的振动响应信息，所述改进结构为所述原始结构和所述支撑结构的结合体；
根据所述振动响应信息确定所述改进结构的改进动力学特性；
其中，所述获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据，包括：
分别在简谐力的作用下测量原始结构在各支撑点处的第一实际动柔度数据和所述原始结构在激励点处的第二实际动柔度数据，作为所述原始结构的实际动柔度数据；
以所述第一实际动柔度数据为边界条件，构建所述支撑结构的动力学模型，并基于所述动力学模型计算所述支撑结构在所述支撑点处的理论动柔度数据，作为所述支撑结构的理论动柔度数据；
所述根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据确定改进结构的振动响应信息，包括：
根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据构建改进结构的动力学方程；
对所述动力学方程进行求解，得到所述改进结构的振动响应信息，所述振动响应信息包括所述改进结构在各所述支撑点处的第一振动响应信息以及所述改进结构在所述激励点处的第二振动响应信息；
在所述获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据之前，还包括：
根据原始结构的原始结构信息和原始动力学特性确定支撑结构的连接位置，作为支撑点，所述原始结构信息包括所述原始结构的结构参数和所述原始结构所处环境的空间布局信息；
在所述根据所述振动响应信息确定所述改进结构的改进动力学特性之后，还包括：
如果所述改进动力学特性达到预设动力学标准，则将所述支撑结构连接于所述支撑点处，以对所述原始结构进行改进；
如果所述改进动力学特性未达到预设动力学标准，则返回所述根据所述结构信息确定支撑结构的连接位置的操作，直至所述动力学特性达到所述预设动力学标准为止。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据原始结构的原始结构信息和原始动力学特性确定支撑结构的连接位置之前，还包括：
确定原始结构的原始动力学特性未达到预设动力学标准。
3.一种动力学特性的估算装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据；
响应确定模块，用于根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据确定改进结构的振动响应信息，所述改进结构为所述原始结构和所述支撑结构的结合体；
特性确定模块，用于根据所述振动响应信息确定所述改进结构的改进动力学特性；
其中，所述数据获取模块包括：
数据测量单元，用于在简谐力的作用下，测量原始结构在各支撑点处的第一实际动柔度数据和所述原始结构在激励点处的第二实际动柔度数据，作为所述原始结构的实际动柔度数据；
数据计算单元，用于以所述第一实际动柔度数据为边界条件，构建所述支撑结构的动力学模型，并基于所述动力学模型计算所述支撑结构在所述支撑点处的理论动柔度数据，作为所述支撑结构的理论动柔度数据；
所述响应确定模块包括：方程构建单元，用于根据所述实际动柔度数据和所述理论动柔度数据构建改进结构的动力学方程；响应确定单元，用于对所述动力学方程进行求解，得到所述改进结构的振动响应信息，所述振动响应信息包括所述改进结构在各所述支撑点处的第一振动响应信息以及所述改进结构在所述激励点处的第二振动响应信息；
所述动力学特性 的估算装置还包括：
支撑点确定模块，用于在所述获取原始结构的实际动柔度数据和支撑结构的理论动柔度数据之前，根据原始结构的原始结构信息和原始动力学特性确定支撑结构的连接位置，作为支撑点，所述原始结构信息包括所述原始结构的结构参数和所述原始结构所处环境的空间布局信息；
改进确定模块，用于在所述根据所述振动响应信息确定所述改进结构的改进动力学特性之后，如果所述改进动力学特性达到预设动力学标准，则将所述支撑结构连接于所述支撑点处，以对所述原始结构进行改进；如果所述改进动力学特性未达到预设动力学标准，则返回所述根据所述结构信息确定支撑结构的连接位置的操作，直至所述动力学特性达到所述预设动力学标准为止。
4.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-2中任一所述的动力学特性的估算方法。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-2中任一所述的动力学特性的估算方法。
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