【技术实现步骤摘要】
一种基于有限监测点的全局动力学响应预报方法
[0001]本专利技术属于动力学监测与反演
，具体涉及一种基于有限监测点的全局动力学响应预报方法。
技术介绍
[0002]汽车、船舶及飞机等系统结构，因为结构本身的复杂性以及运行过程中所处环境的复杂性，导致结构的动力学响应识别十分复杂。为了确保结构的设计可靠性，同时对运行状态的实时掌控、深化分析，结构全局动力学响应获取是必要的前提条件。很多工程实际下，由于结构自身复杂或者测试环境恶劣等原因，直接监测工程实体的全局动态响应操作难度大而且耗费巨大。如海洋平台或者高层建筑所受风载，因为动态载荷在结构上的作用位置未知，所以难以通过传感器直接测量动态载荷的大小；再如船舶航行过程中底部结构外侧是水域环境，内侧是压载水和油类，传感器无法与结构表面固定；另外对于某些精细结构，安装过多的传感器会影响自身的固有特性。然而，局部结构响应往往比较容易获得，若能够利用有限的监测点推导全局的动力学响应及分布，则具有重要理论意义和实际意义。
[0003]可根据有限监测点的传感器监测数据，通过载荷识...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于有限监测点的全局动力学响应预报方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据实际监测对象外形尺寸和局部筋板结构建立三维仿真计算模型，包括有限元/边界元网格模型；2)建立涉及内外环境载荷的耦合模型；3)监测点优化选择；4)监测点信号处理、实时保存和数据传输；5)通过传递函数建立预报模型，反演当前工况下的动态激励以及全局动力学响应。2.根据权利要求1所述的一种基于有限监测点的全局动力学响应预报方法，其特征在于，所述步骤2)中，具体包括：建立涉及内外环境载荷的耦合模型，选用虚拟质量方法建立涉及内外环境载荷的传递函数，动力学方程描述:式中:M和M
A
分别为质量矩阵和环境载荷作用产生的附加质量矩阵，K和K
A
分别为刚度矩阵和环境载荷作用产生的附加刚度矩阵，和u分别为加速度向量和速度向量，F为广义力。3.根据权利要求1所述的一种基于有限监测点的全局动力学响应预报方法，其特征在于，所述步骤2)中，激励和响应之间的对应关系由所述传递函数确定，由模态叠加法得到结构振动监测点和声学重构点的振动速度为：构振动监测点和声学重构点的振动速度为：式中：v
l
(ω)、v
l
(ω)为监测点和声学重构点的振动速度，ω为圆频率，M
r
为模态质量，C
r
为模态阻尼，K
r
为模态刚度，f
p
(ω)为模态载荷，为模态向量，p为载荷作用点，l为结构上监测点，k为结构上声学重构点，r为第r个节点，j表示虚部。4.根据权利要求1所述的一种基于有限监测点的全局动力学响应预报方法，其特征在于，所述步骤2)中，监测对象的响应受所述内外环境边界的影响，船舶中压载水舱、油舱具有自由液面的边界条件，根据源汇法得出在自由液面的对称面存在一个源强大小相等、方向相反的点汇；所述内外环境中任意一点的速度势采用简单格林函数进行计算：式中，格林函数式中，格林函数分别为实际点源和虚拟点汇到流体中任意点的距离，x
p
、y
p
、z
p
为实际点源的坐标，x
s
、y
s
、z
s
为虚拟点源的坐标，σ(x
s
,y
s
,z
s
)为虚拟点源强度。5.根据权利要求1所述的一种基于有限监测点的全局动力学响应预报方法，其特征在于，所述步骤3)中，具体包括：
1.1)粗选中心聚类分法或有效独立
‑
驱动点残差法进行测点初步选定；1.2)精选测点除去粗选点中不合适的测点；1.3)确定测点最终数目和位置。6.根据权利要求5所述的一种基于有限监测点的全局动力学响应预报方法，其特征在于，所述步骤1.2)中，校核的原则包括：S1.传递函数病态性：根据有效独立法评估各个测点的独立性；S2.振型线性相关程度：根据模态置信准则法评估各个测点的模态表征；S3.声振函数的相关性：根据相关性方法评估各个测点振动与最终关注物理参量的相关性。7.根据权利要求5所述的一种基于有限监测点的全局动力学响应预报方法，其特征在于，所述步骤1.3...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶林昌，童宗鹏，沈建平，刘赟，王毅娜，
申请(专利权)人：上海齐耀重工有限公司，
类型：发明
国别省市：
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