【技术实现步骤摘要】
有限元模型修正过程中克服模态交换的方法
本专利技术属于工程结构设计
，尤其涉及对进行模型修正中克服模态交换的方法。
技术介绍
目前，有限元工具己经广泛用于各种工程结构的计算，对于大型复杂结构，如火箭，导弹，飞机等有限元模型建立困难，即使工程技术人员建立了有限元模型，往往因为计算的误差太大，不能准确预示实际结构的力学特性，使模拟仿真工作受到很大的限制，最后还是需要物理样机试验才能了解飞行器结构的力学特性。有限元修正技术就是要利用物理样机试验和有限元仿真两者的优点，用少量的样机试验所获得的数据对有限元模型进行修正，获得比较准确的有限元模型，从而可以替代那些复杂、耗资巨大的物理样机的制造，节省费用和缩短研制周期。修正的目标都是让有限元模型的计算结果和物理样机试验结果保持一致，建立精确的有限元模型是当前的一个重要挑战。在航天领域与土木工程中，在对有限元模型进行模型修正过程中，因为模态交换的发生，修正结果不能达到预期目标，模型修正是进行模型修正中的一大难题。在对称结构中容易发生模态交换。尤其一些其他的方法虽然也能避免模态交换的发生，但会伴随着运算时间长，重新挑选算法等...
【技术保护点】
1.有限元模型修正过程中克服模态交换的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：第一步，确定有限元模型材料参数，结构参数，并建立有限元模型；第二步，对有限元模型进行模态分析，并与实际模型的振型配对，找出在有限元模型中与实际振型最匹配的实验阶数；第三步，建立数学优化模型，设定优化初始值、步长及其收敛精度值；第四步，通过设定振型的目标函数值是频率目标值的a倍，计算出权重系数，编写MSC.Nastran优化卡片；第五步，向Nastran提交编写的优化卡片，进行迭代计算，提取发生模态交换前的设计变量的值，计算出发生模态交换的相对值；第六步，以提取出来的模态交换前的设计变量值作为初始值，...
【技术特征摘要】
1.有限元模型修正过程中克服模态交换的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：第一步，确定有限元模型材料参数，结构参数，并建立有限元模型；第二步，对有限元模型进行模态分析，并与实际模型的振型配对，找出在有限元模型中与实际振型最匹配的实验阶数；第三步，建立数学优化模型，设定优化初始值、步长及其收敛精度值；第四步，通过设定振型的目标函数值是频率目标值的a倍，计算出权重系数，编写MSC.Nastran优化卡片；第五步，向Nastran提交编写的优化卡片，进行迭代计算，提取发生模态交换前的设计变量的值，计算出发生模态交换的相对值；第六步，以提取出来的模态交换前的设计变量值作为初始值，计算出的相对值作为步长值，增加比值倍数a，重新计算权重系数，编写卡片；第七步，重复第五步，设定步长值是提取相对数值的p倍，设定设计变量值为提取的设计变量值，编写卡片，进行迭代运算；第八步，重复第六步、第七步，直到迭代完成，求解出合理的结果，提取设计变量数据即为所需要的设计变量数值。2.根据权利要求1所述的有限元模型修正过程中克服模态交换的方法，其特征在于，第一步包括以下步骤：基于MSC.Patran软件平台，建立有限元模型；划分有限元网格，定义材料，结构参数，设计变量初始值。3.根据权利要求1所述的有限元模型修正过程中克服模态交换的方法，其特征在于，第二步包括以下步骤：根据模态置信准则MAC，有限元模型与实验得到的振型进行匹配，找出在有限元模型中与实际振型最匹配的模态阶数；式中，φj和φjt分别表示第j阶模态对应的仿真值和试验模态振型向量，和分别表示向量φj和向量φjt的转置矩阵；MAC值总是在[0，1]靠近1就表示越好的关联性。4.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜家政，付胜伟，孟凡伟，邓稳，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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