【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及动力学分析
，具体的涉及一种基于波长的微振动分析有限元建模单元尺度确定方法。
技术介绍
航天器上运动部件的工作会导致局部或整体的微幅、宽频、不造成结构破坏的微振动，其影响高精度航天器上有效载荷的正常工作。通常采用有限元方法建立卫星平台结构的动力学模型，之后对微振动及其在航天器平台中的传递进行研究。然而，由于整星结构的复杂性以及微振动分析的高精度需求，对有限元建模时的单元尺度选择提出了较高的要求。目前对于有限元建模时单元尺度的选择大多是通过建模者的经验进行选取，而有限元建模时单元尺度的选择，关系到模型复杂度、计算代价、计算精度。单元尺度的选择通常需要满足计算精度收敛性的要求，即单元尺度的减小不再显著改善计算精度。因此，现有技术中为了获得合适的单元尺度，需要选择不同的单元尺度多次重复建立有限元模型，不断重复尝试对比多次计算精度，然后从中选择合适的单元尺度。但是对于复杂的航天器平台结构而言，重复建模所带来的工作量巨大，几乎成为不可能完成的任务。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于波长的微振动分析有限元建模单元尺度确定方法。本专利技术提供的一种基于波长的微振动分析有限元建模单元尺度确定方法，包括以下步骤：步骤S1：根据平台结构上安装的振源，确定平台结构所受激励的频率范围，并以最高激励频率的1.5～2倍作为基准频率ω；步骤S2：分析卫星平台结构系统的组成，选择平台结构中的各典型结构作为基本建模对象，将各典型结构等效为各向同性结构，并计算各典型结构的等效弹性模量与等效密度；步骤S3：对所得基本建模对象确定其动力学建模时采用的...
【技术保护点】
一种基于波长的微振动分析有限元建模单元尺度确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：根据平台结构上安装的振源，确定平台结构所受激励的频率范围，并以最高激励频率的1.5～2倍作为基准频率ω；步骤S2：分析卫星平台结构系统的组成，选择平台结构中的各典型结构作为基本建模对象，将各典型结构等效为各向同性结构，并计算各典型结构的等效弹性模量与等效密度；步骤S3：对所得基本建模对象确定其动力学建模时采用的有限单元类型，有限单元类型包括实体单元、板单元、梁单元，并分别计算各有限单元类型的各项波速；步骤S4：取步骤S3中所得的各项波速中各种弹性波的最小波速cmin，根据公式(8)计算平台结构中各种典型结构中振动波的最短波长λ，λ=cminω---(8)]]>其中，ω为激励频率，此处的各种弹性波包括步骤S3中的纵向拉伸波、剪切横向波、弯曲波、扭转剪切波；步骤S5：在最短波长λ内取离散点数n为20～25，得到平台结构中各种典型结构在建模时的单元尺度为λ/n。
【技术特征摘要】
1.一种基于波长的微振动分析有限元建模单元尺度确定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：根据平台结构上安装的振源，确定平台结构所受激励的频率范围，并以最高激励频率的1.5～2倍作为基准频率ω；步骤S2：分析卫星平台结构系统的组成，选择平台结构中的各典型结构作为基本建模对象，将各典型结构等效为各向同性结构，并计算各典型结构的等效弹性模量与等效密度；步骤S3：对所得基本建模对象确定其动力学建模时采用的有限单元类型，有限单元类型包括实体单元、板单元、梁单元，并分别计算各有限单元类型的各项波速；步骤S4：取步骤S3中所得的各项波速中各种弹性波的最小波速cmin，根据公式(8)计算平台结构中各种典型结构中振动波的最短波长λ， λ = c m i n ω - - - ( 8 ) ]]>其中，ω为激励频率，此处的各种弹性波包括步骤S3中的纵向拉伸波、剪切横向波、弯曲波、扭转剪切波；步骤S5：在最短波长λ内取离散点数n为20～25，得到平台结构中各种典型结构在建模时的单元尺度为λ/n。2.根据权利要求1所述的基于波长的微振动分析有限元建模单元尺度确定方法，其特征在于，根据公式(1)计算得出实体单元中的纵向拉伸波的波速clS： c l s = E ( 1 - μ ) ρ ( 1 + μ ) ( 1 - 2 μ ) - - - ( 1 ) ]]>其中，E为材料弹性模量，ρ为材料密度，μ为泊松比；根据公式(2)计算实体单元中的剪切横向波的波速cSS： c s s = E 2 ρ ( 1 + μ ) - - - ( 2 ) . ]]>3.根据权利要求1所述的基于波长的微振动分析有限元建模单元尺度确定方法，其特征在于，根据公式(3)计算板单元中的纵向拉伸波的波速clp： c l p = ...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖一寰，李东旭，汪彬，刘望，蒋建平，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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