CN111428392B - 适用于弹性连接结构的模型修正方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种适用于弹性连接结构的模型修正方法及装置，该方法能够建立具有线性或非线性弹性连接环节结构的动力学分析模型，其最大的优点在于能够将连接刚度显式的表达在解析方程中，当连接参数改变时可以直接开展动力学分析，不需要重新开展大规模有限元计算，从而能够快速高效的开展参数设计和动响应分析，能够以弹性连接结构的整体模态试验为基础，开展模型参数快速修正，得到与试验结果一致的动力学模型。
Description
技术领域
本发明涉及连接结构动力学模型分析领域，更具体的，涉及一种适用于弹性连接结构的模型修正方法及装置。
背景技术
在航空航天的实际结构中常会出现具有弹性连接环节的结构，例如：在折叠舵面在折叠转轴处存在扭转刚度；舵机传动机构中存在连接刚度；设备与支架安装界面存在弹性支撑。在现有常规分析中主要采用有限元分析的方法开展动力学分析，该方法中需要建立结构的整体有限元模型，将连接环节采用弹簧单元进行模拟，然后对整体有限元模型开展相关的分析获得动力学特性。只采用有限元方法建模与分析存在以下3方面问题：
1、在研制过程中，往往需要针对弹性连接环节的参数(例如连接刚度、连接阻尼等)进行优化设计，采用传统有限元分析每次参数调整均需开展全模型的有限元计算，计算效率低，参数影响不直接，当有限元分析软件本身不具备优化功能的情况下，便无法开展自动化的优化设计，只能依靠人工开展手动计算。
2、结构的连接环节往往存在着非线性的环节，例如折叠舵面的折叠间隙、传动机构的传动间隙、设备安装支撑的非线性阻尼等，这些特征在有限元软件中一般没有对应的动力学模型，无法开展相关的分析。
3、工程研制中需要根据模态试验结果对动力学模型进行修正，根据模态频率对弹性连接刚度进行试凑，采用有限元法直接分析需要开展多次分析，计算量大和参数影响不直接等问题使工程研制效率低下。
发明内容
为了解决上述不足的至少一个，本发明一个方面实施例提供一种适用于弹性连接结构的模型修正方法，包括：
将被弹性连接结构连接的结构拆分为多个不同的子结构；
建立每个子结构的动力学模型；
根据各个子结构动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵，生成耦合的整体动力学模型；所述整体动力学模型包括整体质量矩阵和整体刚度矩阵；
根据所述整体刚度矩阵以及所述弹性连接结构对应的弹性连接内力表达式中的连接刚度矩阵，得到总体刚度矩阵，进而得到包括弹性连接刚度的结构动力学解析控制模型；
执行迭代操作，给定一初始连接刚度，输入至所述结构动力学解析控制模型，输出结构分析模态频率，并用修正的连接刚度替代所述初始连接刚度，直至比对所述结构分析模态频率与预设模态频率一致；其中，所述预设模态频率是针对所述弹性连接结构开展模态试验得到；
输出最终的连接刚度，并用该最终的连接刚度修正所述结构动力学解析控制模型。
在某些实施例中，所述建立每个子结构的动力学模型，包括：
将各个子结构单独划分为有限元模型，其中每个子结构的有限元模型边界条件与整体实际结构的有限元模型边界条件一致；
分析各个子结构的低阶模态，所述低阶模态包括刚体模态和弹性模态；
求解各子结构的惯附模态；
建立各个子结构间连接点的对应关系；
利用低阶模态和惯附模态计算各子结构减缩后的质量矩阵和刚度矩阵，进而得到各子结构的动力学模型。
在某些实施例中，所述根据各个子结构动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵，生成耦合的整体动力学模型，包括：
将各子结构的动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵集合在一起，得到耦合的整体动力学模型；其中，集合矩阵时，非弹性连接方向各子结构在连接界面点上位移相等，弹性连接方向上各子结构在连接界面点上位移存在位移差，所述位移差被保留在坐标变换后的广义位移中。
在某些实施例中，还包括：
针对所述弹性连接结构开展模态试验，以激振器或力锤施加激励力作为输入，以加速度作为输出，通过傅里叶变换得到结构各测点相对输入的传递函数，并采用模态识别方法辨识得到所述预设模态频率。
本发明另一方面实施例提供一种适用于弹性连接结构的模型修正装置，包括：
子结构拆分模块，弹性连接结构连接的结构拆分为多个不同的子结构；
动力学模型建立模块，建立每个子结构的动力学模型；
整体动力学模型生成模块，根据各个子结构动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵，生成耦合的整体动力学模型；所述整体动力学模型包括整体质量矩阵和整体刚度矩阵；
总体刚度矩阵生成模块，根据所述整体刚度矩阵以及所述弹性连接结构对应的弹性连接内力表达式中的连接刚度矩阵，得到总体刚度矩阵，进而得到包括弹性连接刚度的结构动力学解析控制模型；
迭代操作模块，执行迭代操作，给定一初始连接刚度，输入至所述结构动力学解析控制模型，输出结构分析模态频率，并用修正的连接刚度替代所述初始连接刚度，直至比对所述结构分析模态频率与预设模态频率一致；其中，所述预设模态频率是针对所述弹性连接结构开展模态试验得到；
修正模块，输出最终的连接刚度，并用该最终的连接刚度修正所述结构动力学解析控制模型。
在某些实施例中，所述动力学模型建立模块，包括：
子结构有限元模型建立单元，将各个子结构单独划分为有限元模型，其中每个子结构的有限元模型边界条件与整体实际结构的有限元模型边界条件一致；
低阶模态分析单元，分析各个子结构的低阶模态，所述低阶模态包括刚体模态和弹性模态；
惯附模态求解单元，求解各子结构的惯附模态；
对应关系建立单元，建立各个子结构间连接点的对应关系；
子结构动力学模型建立单元，利用低阶模态和惯附模态计算各子结构减缩后的质量矩阵和刚度矩阵，进而得到各子结构的动力学模型。
在某些实施例中，所述整体动力学模型生成模块将各子结构的动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵集合在一起，得到耦合的整体动力学模型；其中，集合矩阵时，非弹性连接方向各子结构在连接界面点上位移相等，弹性连接方向上各子结构在连接界面点上位移存在位移差，所述位移差被保留在坐标变换后的广义位移中。
在某些实施例中，还包括：
试验模块，针对所述弹性连接结构开展模态试验，以激振器或力锤施加激励力作为输入，以加速度作为输出，通过傅里叶变换得到结构各测点相对输入的传递函数，并采用模态识别方法辨识得到所述预设模态频率。
本发明另一方面实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述模型修正方法。
本发明另一方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述模型修正方法。
本发明的有益效果如下：
本发明提供一种适用于弹性连接结构的模型修正方法及装置，该方法能够建立具有线性或非线性弹性连接环节结构的动力学分析模型，其最大的优点在于能够将连接刚度显式的表达在解析方程中，当连接参数改变时可以直接开展动力学分析，不需要重新开展大规模有限元计算，从而能够快速高效的开展参数设计和动响应分析，能够以弹性连接结构的整体模态试验为基础，开展模型参数快速修正，得到与试验结果一致的动力学模型。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中折叠舵面模型。
图2为本发明实施例中折叠舵面子结构分解。
图3为本发明实施例中内舵面有限元模型。
图4a为本发明实施例中内舵面低阶模态分析结果之一。
图4b为本发明实施例中内舵面低阶模态分析结果之二。
图4c为本发明实施例中内舵面低阶模态分析结果之三。
图5为本发明实施例中内外舵面连接点对应关系。
图6为本发明实施例中折叠舵面模态试验布置。
图7为本发明实施例中折叠舵面测试结果。
图8为本发明实施例适用于弹性连接结构的模型修正方法流程示意图。
图9为图8中的步骤S2具体流程示意图。
图10为本发明实施例适用于弹性连接结构的模型修正装置结构示意图。
图11为图10中的动力学模型建立模块的具体结构示意图。
图12为本申请实施例中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种适用于弹性连接结构的模型修正方法，如图8所示，包括：
S1：将被弹性连接结构连接的结构拆分为多个不同的子结构；
S2：建立每个子结构的动力学模型；
S3：根据各个子结构动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵，生成耦合的整体动力学模型；所述整体动力学模型包括整体质量矩阵和整体刚度矩阵；
S4：根据所述整体刚度矩阵以及所述弹性连接结构对应的弹性连接内力表达式中的连接刚度矩阵，得到总体刚度矩阵，进而得到包括弹性连接刚度的结构动力学解析控制模型；
S5：执行迭代操作，给定一初始连接刚度，输入至所述结构动力学解析控制模型，输出结构分析模态频率，并用修正的连接刚度替代所述初始连接刚度，直至比对所述结构分析模态频率与预设模态频率一致；其中，所述预设模态频率是针对所述弹性连接结构开展模态试验得到；
S6：输出最终的连接刚度，并用该最终的连接刚度修正所述结构动力学解析控制模型。
本发明实施例提供一种适用于弹性连接结构的模型修正方法，该方法能够建立具有线性或非线性弹性连接环节结构的动力学分析模型，其最大的优点在于能够将连接刚度显式的表达在解析方程中，当连接参数改变时可以直接开展动力学分析，不需要重新开展大规模有限元计算，从而能够快速高效的开展参数设计和动响应分析，能够以弹性连接结构的整体模态试验为基础，开展模型参数快速修正，得到与试验结果一致的动力学模型。
在某些实施例中，如图9所示，步骤S2具体包括：
S21：将各个子结构单独划分为有限元模型，其中每个子结构的有限元模型边界条件与整体实际结构的有限元模型边界条件一致；
S22：分析各个子结构的低阶模态，所述低阶模态包括刚体模态和弹性模态；
S23：求解各子结构的惯附模态；
S24：建立各个子结构间连接点的对应关系；
S25：利用低阶模态和惯附模态计算各子结构减缩后的质量矩阵和刚度矩阵，进而得到各子结构的动力学模型。
在某些实施例中，步骤S3包括：将各子结构的动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵集合在一起，得到耦合的整体动力学模型；其中，集合矩阵时，非弹性连接方向各子结构在连接界面点上位移相等，弹性连接方向上各子结构在连接界面点上位移存在位移差，所述位移差被保留在坐标变换后的广义位移中。
在某些实施例中，上述方法还包括：
S7：针对所述弹性连接结构开展模态试验，以激振器或力锤施加激励力作为输入，以加速度作为输出，通过傅里叶变换得到结构各测点相对输入的传递函数，并采用模态识别方法辨识得到所述预设模态频率。
下面结合具体实施场景进行详细说明。
折叠舵面模型见图1所示，舵面主体分为内舵面和外舵面两部分，舵轴根部固支，内外舵面之间由折叠转轴进行连接，折叠刚度由折叠的弹性决定。、
分解
将折叠舵面分解为不同的子结构进行分析，根据折叠舵面特点和连接特性，将舵面以折叠转轴为边界分解为两个子结构，分别为内舵面和外舵面，见图2所示。
子结构分析
分别建立内舵面和外舵面的动力学方程，由于内外舵面建模方法一致，以内舵面为例进行建模。
1、划分内舵面有限元模型
按照常规方法划分内舵面有限元模型，见图3所示。
2、分析内舵面的低阶模态
对内舵面开展模态分析，得到低阶模态参数，低阶模态标记为Φk,对应广义模态坐标为pk，内舵面低阶模态分析结果见图4所示。
3、建立内外舵面的对应连接点
建立内外舵面连接点的对应关系，见图5所示，共建立3对连接点，分别为A1-A2、B1-B2和C1-C2。
4、求解内舵面惯附模态
内舵面的动力学方程可以写为
子结构在界面力作用下的静力方程为Ku＝f*＝BTfJ
其中，K为物理刚度矩阵，u为物理坐标，f*为内舵面在连接界面受到的内力，B为投影矩阵，fJ为结构受到的所有外力，左乘模态得到模态坐标下的静力表达，Φn由低阶模态Φk和高阶模态Φd组成，因此物理坐标可以表示成
其中，G是子结构的柔度矩阵，当子结构没有刚体模态时，子结构的位移向量可以直接得到
u＝K-1BTfJ＝ΨafJ
其中，Ψa成为附着模态，则可得惯附模态Ψd＝Ψa-G。
5、计算内舵面减缩后的质量矩阵和刚度矩阵，形成自由度减缩后动力学方程
对内舵面进行坐标变换，即用模态坐标对物理坐标进行自由度减缩，在双协调自由界面子结构法中，分别使用自由低阶模态Φk和惯附模态Ψd，内舵面坐标变换为
u＝Ψkpk+ΨdfJ
利用坐标变换矩阵对结构运动方程进行解耦操作，得到模态坐标下的运动方程
综合
利用本专利发明的子结构综合矩阵进行二次坐标变换，获得耦合的舵面整体动力学方程。
将各子结构模态坐标下的方程写在一起，α代表内舵面，β代表外舵面。
在传统连接条件基础上，对连接条件进行改进，从而适合对具有弹性连接的子结构进行对接。以舵面结构为例进行说明，连接条件为
其中，如果相应的界面自由度之间存在着弹性连接，则界面相应的自由度之间并不相等，而是存在着一定的差值δ，但是连接内力是作用力与反作用力，仍然存在着相等的关系。连接条件的改变是发明的重要方面，第二次坐标变换表示成为
对整体动力学方程进行第二次坐标变换有
保留了弹性连接界面的内力，从而能够考虑弹性连接带来的作用，最终动力学方程写为
刚度矩阵提取：得到能够显式考虑弹性连接刚度的结构动力学解析控制方程。
连接内力可以写成广义坐标和刚度的乘积时，振动方程转化为
其中，fβJ＝keδ。在上试中回复力与广义位移均显式表达，当回复力为非线性回复力时，回复力可以表示为非线性刚度与广义坐标的非线性函数，及fβJ＝knon(δ)δ。
方法精度分析
利用折叠舵面整体模态参数对本发明方法精度进行校验，见表1所示，折叠刚度改变时本文方法计算得到的结构前5阶模态频率精度与有限元计算相比精度均在0.2％以内，由于有限元计算需要经历手动修改刚度、重新提交有限元计算等一系列工作，运算效率远低于本发明方法。
表1-本申请实施例中模型修正方法的计算效果表
试验
按照图6中所示装置开展模态试验，采用激振器折叠舵面施加激励力，采用随机振动作为激励信号，采用加速度传感器对结构响应进行测试，求解响应点相对于激励的传递函数得到结构的共振频率得到结构的模态频率，为提高试验重复性采用不同的激励幅值开展试验，见图7所示，实施例一中折叠舵面的模态频率分别为40Hz和60Hz。
模型修正
采用第五步中得到的质量矩阵和刚度矩阵进行特征值分析，得到结构的分析模态参数，质量矩阵和刚度矩阵分别为
分析质量矩阵和刚度矩阵的特征值即可得到结构的低阶模态频率，求解方法为
MzV＝KzVD
其中D为特征值向量，即结构的低阶模态频率。内外舵面分别保留3阶低阶弹性模态，即Φk阶数为3，自由子结构外舵面刚体模态为6阶，内舵面由于具有转动自由度，刚体模态为1阶，如图5所示具有3对连接点，最终质量和刚度矩阵规模为3+3+6+1+3＝16阶，矩阵分别如下所示，每次迭代计算只需要修改连接刚度矩阵中的连接刚度k1、k2和k3即可，根据模态试验结果连接刚度最终修正为4×108kgmm2/s2/rad，分析得到的结构模态频率为41.62Hz和62.38Hz。
从上述分析可以理解，本发明建立的结构动力学方程能够显式表达连接结构弹性，从而能够直接针对连接环节的参数(例如连接弹簧刚度、连接阻尼器阻尼、减振器参数等)开展优化分析，不需要重新开展有限元计算分析；本发明尤其适用于连接环节呈现出非线性特点的非线性结构的动力学建模，在动力学控制方程中能够显式表达非线性连接刚度，从而能够直接开展相关计算分析；采用本文建模方法进行模型参数修正具有较高效率，以折叠舵面参数修正为例进行说明，以模态试验辨识得到的模态频率开展折叠刚度修正，需要在假设参数下开展模态分析，并与试验结果进行比较，如果结果不一致需要迭代修正连接刚度直到满足精度要求，如果采用有限元方法一般模型节点数量在10000个以上，每个节点的自由度为6，每次分析需要求解60000行*60000列规模矩阵的特征值，如果采用本文方法，内外舵面子结构分别采用3阶低阶模态建模，最终质量和刚度矩阵规模为16行*16列，在连接刚度迭代过程中每次只需要求解16行*16列规模矩阵的特征值即可。
基于相同的发明构思，本发明实施例提供一种适用于弹性连接结构的模型修正装置，如图10所示，包括：
子结构拆分模块1，弹性连接结构连接的结构拆分为多个不同的子结构；
动力学模型建立模块2，建立每个子结构的动力学模型；
整体动力学模型生成模块3，根据各个子结构动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵，生成耦合的整体动力学模型；所述整体动力学模型包括整体质量矩阵和整体刚度矩阵；
总体刚度矩阵生成模块4，根据所述整体刚度矩阵以及所述弹性连接结构对应的弹性连接内力表达式中的连接刚度矩阵，得到总体刚度矩阵，进而得到包括弹性连接刚度的结构动力学解析控制模型；
迭代操作模块5，执行迭代操作，给定一初始连接刚度，输入至所述结构动力学解析控制模型，输出结构分析模态频率，并用修正的连接刚度替代所述初始连接刚度，直至比对所述结构分析模态频率与预设模态频率一致；其中，所述预设模态频率是针对所述弹性连接结构开展模态试验得到；
修正模块6，输出最终的连接刚度，并用该最终的连接刚度修正所述结构动力学解析控制模型。
本发明提供一种适用于弹性连接结构的模型修正装置，该方法能够建立具有线性或非线性弹性连接环节结构的动力学分析模型，其最大的优点在于能够将连接刚度显式的表达在解析方程中，当连接参数改变时可以直接开展动力学分析，不需要重新开展大规模有限元计算，从而能够快速高效的开展参数设计和动响应分析，能够以弹性连接结构的整体模态试验为基础，开展模型参数快速修正，得到与试验结果一致的动力学模型。
在某些实施例中，所述动力学模型建立模块，如图11所示，包括：
子结构有限元模型建立单元21，将各个子结构单独划分为有限元模型，其中每个子结构的有限元模型边界条件与整体实际结构的有限元模型边界条件一致；
低阶模态分析单元22，分析各个子结构的低阶模态，所述低阶模态包括刚体模态和弹性模态；
惯附模态求解单元23，求解各子结构的惯附模态；
对应关系建立单元24，建立各个子结构间连接点的对应关系；
子结构动力学模型建立单元25，利用低阶模态和惯附模态计算各子结构减缩后的质量矩阵和刚度矩阵，进而得到各子结构的动力学模型。
在某些实施例中，所述整体动力学模型生成模块将各子结构的动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵集合在一起，得到耦合的整体动力学模型；其中，集合矩阵时，非弹性连接方向各子结构在连接界面点上位移相等，弹性连接方向上各子结构在连接界面点上位移存在位移差，所述位移差被保留在坐标变换后的广义位移中。
在某些实施例中，还包括：
试验模块，针对所述弹性连接结构开展模态试验，以激振器或力锤施加激励力作为输入，以加速度作为输出，通过傅里叶变换得到结构各测点相对输入的传递函数，并采用模态识别方法辨识得到所述预设模态频率。
从硬件层面来说，为了能够能够在对分布式集群中的各个应用节点进行分布式链路追踪的过程中，有效实现应用节点采样率的自动调整，提高采样率自动调整能力，并能够更为准确且可靠地实现对偶发链路的抓取，本申请提供一种用于实现所述模型修正方法中的全部或部分内容的电子设备的实施例，所述电子设备具体包含有如下内容：
处理器(processor)、存储器(memory)、通信接口(Communications Interface)和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述通信接口用于实现服务器、装置、消息中间件、各类数据库以及用户终端等相关设备之间的信息传输；该电子设备可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该电子设备可以参照实施例中的模型修正方法的实施例，以及，模型修正装置的实施例进行实施，其内容被合并于此，重复之处不再赘述。
图12为本申请实施例的电子设备9600的系统构成的示意框图。如图12所示，该电子设备9600可以包括中央处理器9100和存储器9140；存储器9140耦合到中央处理器9100。值得注意的是，该图12是示例性的；还可以使用其他类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其他功能。
一实施例中，模型修正功能可以被集成到中央处理器9100中。其中，中央处理器9100可以被配置为进行如下控制：
S1：将被弹性连接结构连接的结构拆分为多个不同的子结构；
S2：建立每个子结构的动力学模型；
S3：根据各个子结构动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵，生成耦合的整体动力学模型；所述整体动力学模型包括整体质量矩阵和整体刚度矩阵；
S4：根据所述整体刚度矩阵以及所述弹性连接结构对应的弹性连接内力表达式中的连接刚度矩阵，得到总体刚度矩阵，进而得到包括弹性连接刚度的结构动力学解析控制模型；
S5：执行迭代操作，给定一初始连接刚度，输入至所述结构动力学解析控制模型，输出结构分析模态频率，并用修正的连接刚度替代所述初始连接刚度，直至比对所述结构分析模态频率与预设模态频率一致；其中，所述预设模态频率是针对所述弹性连接结构开展模态试验得到；
S6：输出最终的连接刚度，并用该最终的连接刚度修正所述结构动力学解析控制模型。
从上述描述可知，本申请的实施例提供的电子设备，其最大的优点在于能够将连接刚度显式的表达在解析方程中，当连接参数改变时可以直接开展动力学分析，不需要重新开展大规模有限元计算，从而能够快速高效的开展参数设计和动响应分析，能够以弹性连接结构的整体模态试验为基础，开展模型参数快速修正，得到与试验结果一致的动力学模型。
在另一个实施方式中，模型修正装置可以与中央处理器9100分开配置，例如可以将模型修正配置为与中央处理器9100连接的芯片，通过中央处理器的控制来实现模型修正功能。
如图12所示，该电子设备9600还可以包括：通信模块9110、输入单元9120、音频处理器9130、显示器9160、电源9170。值得注意的是，电子设备9600也并不是必须要包括图12中所示的所有部件；此外，电子设备9600还可以包括图12中没有示出的部件，可以参考现有技术。
如图12所示，中央处理器9100有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该中央处理器9100接收输入并控制电子设备9600的各个部件的操作。
其中，存储器9140，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息，此外还可存储执行有关信息的程序。并且中央处理器9100可执行该存储器9140存储的该程序，以实现信息存储或处理等。
输入单元9120向中央处理器9100提供输入。该输入单元9120例如为按键或触摸输入装置。电源9170用于向电子设备9600提供电力。显示器9160用于进行图像和文字等显示对象的显示。该显示器例如可为LCD显示器，但并不限于此。
该存储器9140可以是固态存储器，例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、SIM卡等。还可以是这样的存储器，其即使在断电时也保存信息，可被选择性地擦除且设有更多数据，该存储器的示例有时被称为EPROM等。存储器9140还可以是某种其它类型的装置。存储器9140包括缓冲存储器9141(有时被称为缓冲器)。存储器9140可以包括应用/功能存储部9142，该应用/功能存储部9142用于存储应用程序和功能程序或用于通过中央处理器9100执行电子设备9600的操作的流程。
存储器9140还可以包括数据存储部9143，该数据存储部9143用于存储数据，例如联系人、数字数据、图片、声音和/或任何其他由电子设备使用的数据。存储器9140的驱动程序存储部9144可以包括电子设备的用于通信功能和/或用于执行电子设备的其他功能(如消息传送应用、通讯录应用等)的各种驱动程序。
通信模块9110即为经由天线9111发送和接收信号的发送机/接收机9110。通信模块(发送机/接收机)9110耦合到中央处理器9100，以提供输入信号和接收输出信号，这可以和常规移动通信终端的情况相同。
基于不同的通信技术，在同一电子设备中，可以设置有多个通信模块9110，如蜂窝网络模块、蓝牙模块和/或无线局域网模块等。通信模块(发送机/接收机)9110还经由音频处理器9130耦合到扬声器9131和麦克风9132，以经由扬声器9131提供音频输出，并接收来自麦克风9132的音频输入，从而实现通常的电信功能。音频处理器9130可以包括任何合适的缓冲器、解码器、放大器等。另外，音频处理器9130还耦合到中央处理器9100，从而使得可以通过麦克风9132能够在本机上录音，且使得可以通过扬声器9131来播放本机上存储的声音。
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的执行主体可以为服务器的模型修正方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的执行主体为模型修正装置的模型修正方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
S1：将被弹性连接结构连接的结构拆分为多个不同的子结构；
S2：建立每个子结构的动力学模型；
S3：根据各个子结构动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵，生成耦合的整体动力学模型；所述整体动力学模型包括整体质量矩阵和整体刚度矩阵；
S4：根据所述整体刚度矩阵以及所述弹性连接结构对应的弹性连接内力表达式中的连接刚度矩阵，得到总体刚度矩阵，进而得到包括弹性连接刚度的结构动力学解析控制模型；
S5：执行迭代操作，给定一初始连接刚度，输入至所述结构动力学解析控制模型，输出结构分析模态频率，并用修正的连接刚度替代所述初始连接刚度，直至比对所述结构分析模态频率与预设模态频率一致；其中，所述预设模态频率是针对所述弹性连接结构开展模态试验得到；
S6：输出最终的连接刚度，并用该最终的连接刚度修正所述结构动力学解析控制模型。
从上述描述可知，本申请的实施例提供的计算机可读存储介质，其最大的优点在于能够将连接刚度显式的表达在解析方程中，当连接参数改变时可以直接开展动力学分析，不需要重新开展大规模有限元计算，从而能够快速高效的开展参数设计和动响应分析，能够以弹性连接结构的整体模态试验为基础，开展模型参数快速修正，得到与试验结果一致的动力学模型。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(装置)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种适用于弹性连接结构的模型修正方法，其特征在于，包括：
将被弹性连接结构连接的结构拆分为多个不同的子结构；
建立每个子结构的动力学模型；
根据各个子结构动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵，生成耦合的整体动力学模型；所述整体动力学模型包括整体质量矩阵和整体刚度矩阵；
根据所述整体刚度矩阵以及所述弹性连接结构对应的弹性连接内力表达式中的连接刚度矩阵，得到总体刚度矩阵，进而得到包括弹性连接刚度的结构动力学解析控制模型；
执行迭代操作，给定一初始连接刚度，输入至所述结构动力学解析控制模型，输出结构分析模态频率，并用修正的连接刚度替代所述初始连接刚度，直至比对所述结构分析模态频率与预设模态频率一致；其中，所述预设模态频率是针对所述弹性连接结构开展模态试验得到；针对所述弹性连接结构开展模态试验，以激振器或力锤施加激励力作为输入，以加速度作为输出，通过傅里叶变换得到结构各测点相对输入的传递函数，并采用模态识别方法辨识得到所述预设模态频率；通过对质量矩阵和刚度矩阵的特征值进行分析，获得所述分析模态频率；
输出最终的连接刚度，并用该最终的连接刚度修正所述结构动力学解析控制模型。
2.根据权利要求1所述的模型修正方法，其特征在于，所述建立每个子结构的动力学模型，包括：
将各个子结构单独划分为有限元模型，其中每个子结构的有限元模型边界条件与整体实际结构的有限元模型边界条件一致；
分析各个子结构的低阶模态，所述低阶模态包括刚体模态和弹性模态；
求解各子结构的惯附模态；
建立各个子结构间连接点的对应关系；
利用低阶模态和惯附模态计算各子结构减缩后的质量矩阵和刚度矩阵，进而得到各子结构的动力学模型。
3.根据权利要求1所述的模型修正方法，其特征在于，所述根据各个子结构动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵，生成耦合的整体动力学模型，包括：
将各子结构的动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵集合在一起，得到耦合的整体动力学模型；其中，集合矩阵时，非弹性连接方向各子结构在连接界面点上位移相等，弹性连接方向上各子结构在连接界面点上位移存在位移差，所述位移差被保留在坐标变换后的广义位移中。
4.一种适用于弹性连接结构的模型修正装置，其特征在于，包括：
子结构拆分模块，弹性连接结构连接的结构拆分为多个不同的子结构；
动力学模型建立模块，建立每个子结构的动力学模型；
整体动力学模型生成模块，根据各个子结构动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵，生成耦合的整体动力学模型；所述整体动力学模型包括整体质量矩阵和整体刚度矩阵；
总体刚度矩阵生成模块，根据所述整体刚度矩阵以及所述弹性连接结构对应的弹性连接内力表达式中的连接刚度矩阵，得到总体刚度矩阵，进而得到包括弹性连接刚度的结构动力学解析控制模型；
迭代操作模块，执行迭代操作，给定一初始连接刚度，输入至所述结构动力学解析控制模型，输出结构分析模态频率，并用修正的连接刚度替代所述初始连接刚度，直至比对所述结构分析模态频率与预设模态频率一致；其中，所述预设模态频率是针对所述弹性连接结构开展模态试验得到；针对所述弹性连接结构开展模态试验，以激振器或力锤施加激励力作为输入，以加速度作为输出，通过傅里叶变换得到结构各测点相对输入的传递函数，并采用模态识别方法辨识得到所述预设模态频率；通过对质量矩阵和刚度矩阵的特征值进行分析，获得所述分析模态频率；
修正模块，输出最终的连接刚度，并用该最终的连接刚度修正所述结构动力学解析控制模型。
5.根据权利要求4所述的模型修正装置，其特征在于，所述动力学模型建立模块，包括：
子结构有限元模型建立单元，将各个子结构单独划分为有限元模型，其中每个子结构的有限元模型边界条件与整体实际结构的有限元模型边界条件一致；
低阶模态分析单元，分析各个子结构的低阶模态，所述低阶模态包括刚体模态和弹性模态；
惯附模态求解单元，求解各子结构的惯附模态；
对应关系建立单元，建立各个子结构间连接点的对应关系；
子结构动力学模型建立单元，利用低阶模态和惯附模态计算各子结构减缩后的质量矩阵和刚度矩阵，进而得到各子结构的动力学模型。
6.根据权利要求4所述的模型修正装置，其特征在于，所述整体动力学模型生成模块将各子结构的动力学模型中的质量矩阵和刚度矩阵集合在一起，得到耦合的整体动力学模型；其中，集合矩阵时，非弹性连接方向各子结构在连接界面点上位移相等，弹性连接方向上各子结构在连接界面点上位移存在位移差，所述位移差被保留在坐标变换后的广义位移中。
7.根据权利要求4所述的模型修正装置，其特征在于，还包括：
试验模块，针对所述弹性连接结构开展模态试验，以激振器或力锤施加激励力作为输入，以加速度作为输出，通过傅里叶变换得到结构各测点相对输入的传递函数，并采用模态识别方法辨识得到所述预设模态频率。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至3任一项所述的模型修正方法。
9.一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，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3任一项所述的模型修正方法。
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