一种基于加速度响应结构灵敏度计算方法技术

本发明专利技术提供了一种基于加速度响应结构灵敏度计算方法，构造加速度频响矩阵，并获得前m阶模态频率，从结构第一个节点开始添加刚度摄动项，将加速度频响矩阵代入矩阵修正公式获得摄动后的加速度频响矩阵，辨识结构的频率，获得结构模态频率对刚度的灵敏度，按照节点顺序改变刚度摄动点位置获得对应的灵敏度，从而获得整个结构模态频率对刚度的灵敏度。本发明专利技术当结构的刚度发生摄动时，利用矩阵变换公式无需进行有限元再次计算，只需要初始的加速度频响信息进行数值计算即可获得摄动后的加速度频响函数，简化计算效率，无需再进行有限元计算，更加方便，实现了基于加速度频响函数对刚度的灵敏度快速计算方法，具有实际工程意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于加速度响应结构灵敏度计算方法
本专利技术涉及一种灵敏度分析方法，具体涉及一种结构灵敏度计算方法。
技术介绍
灵敏度分析是一种评价因设计变量或参数的改变而引起结构响应特性变化率的方法。针对结构系统灵敏度显得尤为重要，它是当前计算力学和结构工程领域的主要研究方向之一。实际应用中，结构的灵敏度分析在结构优化、可靠性评估和参数识别等占据重要作用，方法按照策略可以分为离散法和变分法。传统的灵敏度分析方法一般需要在摄动下，重新进行有限元计算，特别当结构较柔时，有限元数量较多时，计算量大，效率低。加速度信号测量较为普遍，基于加速度导纳信息进行如对刚度参数等的灵敏度分析，如果解决传统灵敏度计算效率低，已成为亟待解决的实际工程问题。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于加速度响应结构灵敏度计算方法。技术方案：本专利技术提供了一种基于加速度响应结构灵敏度计算方法，包括以下步骤：(1)基于Matlab软件进行有限元分析，获得加速度频响函数，构造加速度频响矩阵，并获得前m阶模态频率，从结构第一个节点开始添加刚度摄动项；(2)基于步骤(1)中加速度频响矩阵代入矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于加速度响应结构灵敏度计算方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)基于Matlab软件进行有限元分析，获得加速度频响函数，构造加速度频响矩阵，并获得前m阶模态频率，从结构第一个节点开始添加刚度摄动项；(2)基于步骤(1)中加速度频响矩阵代入矩阵修正公式获得摄动后的加速度频响矩阵；(3)辨识结构的频率，获得结构模态频率对刚度的灵敏度；(4)按照节点顺序改变刚度摄动点位置，重复步骤(2)(3)获得对应的灵敏度，从而获得整个结构模态频率对刚度的灵敏度，绘制灵敏度曲线。

【技术特征摘要】
1.一种基于加速度响应结构灵敏度计算方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)基于Matlab软件进行有限元分析，获得加速度频响函数，构造加速度频响矩阵，并获得前m阶模态频率，从结构第一个节点开始添加刚度摄动项；(2)基于步骤(1)中加速度频响矩阵代入矩阵修正公式获得摄动后的加速度频响矩阵；(3)辨识结构的频率，获得结构模态频率对刚度的灵敏度；(4)按照节点顺序改变刚度摄动点位置，重复步骤(2)(3)获得对应的灵敏度，从而获得整个结构模态频率对刚度的灵敏度，绘制灵敏度曲线。2.根据权利要求1所述的基于加速度响应结构灵敏度计算方法，其特征在于：步骤(1)包括以下步骤：(11)结构的自由度为N，获得结构的加速度频响矩阵为：其中，tij表示在结构节点j作用单位脉冲下节点i的加速度频响函数，i＝1，2…N，j＝1，2…N；(12)采用有理正交多项式拟合算法对tij进行辨识，获得前m阶频率，分别为sr(r＝1，2…m)，将sr元素组成m维列向量s。3.根据权利要求2所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：费庆国，朱锐，姜东，曹芝腑，杭晓晨，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32