混合有限元 统计能量 分析方法及其航天应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 研究现状 1

1.2.1 改进的确定性方法 2

1.2.2 改进的统计能量分析法 7

1.2.3 混合法 9

1.2.4 工程应用现状 12

1.2.5 中频预示技术对比分析 16

1.3 本书内容构架 18

1.4 混合FE-SEA方法的后续研究展望 19

第2章 混合FE - SEA方法的基本理论 20

2.1 直接场与混响场的定义 20

2.2 互易原理 22

2.2.1 基于波动理论的互易原理 22

2.2.2 基于模态理论的互易原理 28

2.3 耦合系统方程 34

2.3.1 边界的划分与动力学特征 34

2.3.2 确定性子系统的系统方程 35

2.3.3 随机子系统的系统能量平衡方程 38

2.4 分析流程 43

2.5 混合FE-SEA方法的程序设计 44

2.6 小结 45

第3章 基于有限元的能量流分析 47

3.1 系统的能量流模型 47

3.1.1 节点坐标下的能量流模型 48

3.1.2 模态坐标下的能量流模型 49

3.1.3 计算方法的讨论 50

3.2 特定载荷作用下的能量流模型 51

3.2.1 与空间位置相关的外载荷的模型 51

3.2.2 与空间位置不相关的外载荷的模型 52

3.2.3 能量流模型中的频段平均 53

3.2.4 应用子结构法的能量流模型 55

3.3 大面质比板结构的能量流模型 58

3.3.1 板结构面内运动与面外运动的能量流模型 58

3.3.2 能量影响系数与耦合损耗因子 59

3.4 算例分析及应用 60

3.4.1 L型板结构的能量流分析 60

3.4.2 面内能量的影响分析 67

3.5 小结 70

第4章 混合FE - SEA点连接建模方法 72

4.1 梁结构的混合点连接模型 72

4.1.1 连接处的位移协调条件 73

4.1.2 连接处力与波的关系 74

4.1.3 连接处的动刚度矩阵 75

4.2 无界板结构的混合点连接模型 75

4.2.1 基于波动理论的无界板结构运动描述 75

4.2.2 连接处的位移协调条件 77

4.2.3 连接处的力与波的关系 80

4.2.4 无界板结构的混合点连接模型 81

4.3 有界板结构的混合点连接模型 81

4.3.1 近似处理方法 82

4.3.2 基于波长的修正因子理论 82

4.4 算例分析 83

4.4.1 Cotoni模型混合点连接验证 83

4.4.2 梁板组合结构混合点连接验证 87

4.4.3 框架式梁板耦合系统的有界混合点连接模型验证 91

4.5 小结 95

第5章 混合FE - SEA线连接建模方法 96

5.1 线连接的坐标系统 96

5.2 波数空间下的线连接模型 97

5.2.1 横向振动 97

5.2.2 纵向振动 100

5.3 节点坐标系下的线连接模型 102

5.3.1 线连接的位移形式 102

5.3.2 动刚度矩阵的傅里叶变换 102

5.4 线连接位移形函数 104

5.4.1 模态线性插值形函数 104

5.4.2 三角波线性插值形函数 106

5.4.3 基于Shannon小波的形函数 108

5.5 仿真算例 109

5.6 小结 112

第6章 混合FE - SEA面连接建模方法 114

6.1 受挡声场的混合面连接模型 114

6.1.1 受挡声场的辐射特性 114

6.1.2 受挡声场的动刚度矩阵 116

6.1.3 形函数的构造 117

6.1.4 声场动刚度矩阵的化简 122

6.1.5 基于受挡系统的声辐射特性分析 125

6.2 非受挡声场系统的混合面连接模型 127

6.2.1 非受挡声场系统的导纳矩阵 128

6.2.2 基于Jinc形函数的导纳矩阵及节点坐标投影 129

6.2.3 导纳矩阵与动刚度矩阵的转换 129

6.2.4 声场导纳矩阵的化简 131

6.3 多边界的混合面连接模型 134

6.3.1 刚度矩阵的缩聚 134

6.3.2 非受挡边界的响应 134

6.4 板结构的混合面连接模型 135

6.5 仿真算例 137

6.5.1 基于受挡混合面连接的声场-结构耦合系统分析 137

6.5.2 基于受挡混合面连接的声场-结构-声场耦合系统分析 139

6.5.3 基于非受挡混合面连接的声场-结构耦合系统分析 141

6.5.4 基于多边界的混合面连接声场-结构耦合系统分析 143

6.6 小结 147

第7章 混响声场的载荷建模方法 148

7.1 混响声场的载荷模型 148

7.1.1 混响声场的载荷模型 148

7.1.2 结构响应 149

7.1.3 结构的声辐射功率 150

7.1.4 结构的总辐射效率及模态辐射效率 150

7.2 有界声场的混响载荷修正模型 151

7.3 声场载荷的空间相关性 151

7.3.1 理论空间相关性模型 151

7.3.2 混响载荷模型的空间相关性证明 154

7.4 算例分析及应用 155

7.4.1 板结构单侧混响载荷下的响应预示 155

7.4.2 声场几何边界对预示结果的影响 157

7.4.3 声场载荷空间相关性影响分析 162

7.5 小结 174

第8章 混合FE - SEA方法的试验验证 176

8.1 试验件及主要参数 176

8.2 “日”字型梁频响函数的测量 178

8.2.1 试验基本原理 178

8.2.2 试验方法及实施过程 178

8.2.3 试验数据分析 179

8.3 单板模态密度的测量 180

8.3.1 试验基本原理 180

8.3.2 试验方法及实施过程 182

8.3.3 试验数据分析 183

8.4 单板内损耗因子的测量 185

8.4.1 试验基本原理 186

8.4.2 试验方法及实施过程 188

8.4.3 试验数据分析 188

8.5 梁板组合结构响应的测量 192

8.5.1 试验基本原理 192

8.5.2 试验方法及实施过程 192

8.5.3 试验数据分析 193

8.6 完全混响假设的合理性及其影响 196

8.7 小结 198

第9章 混合FE - SEA方法在航天工程中的应用 199

9.1 太阳翼噪声响应分析与验证 199

9.1.1 太阳翼噪声试验 199

9.1.2 太阳翼模型 203

9.1.3 响应预示及验证 204

9.2 整星噪声响应分析与验证 210

9.2.1 整星噪声试验 210

9.2.2 整星噪声预示及结果对比 212

9.3 星箭取样耦合系统级噪声响应分析与验证 216

9.3.1 系统级噪声试验 216

9.3.2 系统级噪声预示及结果对比 218

9.4 声振组合载荷下航天器的力学环境预示 223

9.4.1 分析模型 224

9.4.2 响应分析 225

9.4.3 不同载荷下的传递响应分析 227

9.4.4 结论 230

9.5 航天器支架车结构对航天器噪声响应的影响 232

9.5.1 分析模型 232

9.5.2 预示结果及分析 233

9.6 卫星部组件随机振动试验条件确定方法 240

9.6.1 组合载荷作用下的随机响应分析 240

9.6.2 部组件随机振动试验条件确定 243

9.6.3 结论 246

9.7 试验验证情况及误差分析 247

9.8 小结 248

参考文献 250