圆柱壳振动试验系统建模.pdf

文档介绍：圆柱壳振动试验系统建模
胡迪科韩峰闫桂荣
(西安交通大学航天航空学院,西安 710049)

摘要本文以圆柱壳、夹具为研究对象,用数值模拟和试验方法对振动试验系统建模。以试验
前四阶固有频率为优化目标,以圆柱壳材料属性、组合体连接属性为优化对象,用随机优化算
法修正有限元模型,最终得到合理的有限元模型。
关键词圆柱壳振动系统,有限元法,模态试验,模型修正

Modelling on the Cylinder Shell Vibration Test System
Hu Dike,Han Feng, Yan Guirong
(School of Aerospace, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, China, 710049)
Abstract The model of cylinder shell and clamp are established by FEM and EMA. The optimized
aim is the front four frequencies from test, and the optimized object is the material properties and the
connection properties between cylinder shell and clamp, then the finite element models of cylinder
shell bination are optimized by random optimized method. Finally the updated reasonable
finite element model is obtained .
Key words vibration system of cylinder shell, FEA, EMA, model updating

1 引言
圆柱壳结构是一种典型的航天结构,广泛用于飞行器设计中。航天器的工作力学环境十
分恶劣,但它却关系到飞行器的性能和可靠性,因而利用地面振动模拟试验预测飞行状态下
的力学环境十分重要。
当前,利用振动台进行模拟试验是飞行器进行环境预测的一种重要方法。建立虚拟振动
台试验系统是预测飞行器力学环境的一个重要发展方向。我们以圆柱壳及其夹具系统的力学
模型为基础,探讨建立虚拟振动试验系统的关键问题。
本文以圆柱壳、夹具为研究对象,用数值模拟和试验方法,建立圆柱壳和夹具力学模型。
为了提高有限元模型的精度,以试验前四阶固有频率不变为准则,以圆柱壳材料属性、圆柱
壳和夹具连接属性为优化对象,用随机优化方法进行优化。
2 系统建模
有限元建模
本文建立圆柱壳振动试验系统有限元模型流程如图 1 所示。

图 1 有限元建模流程
其中 solidworks 用来画几何实体,hypermesh 用来对几何实体划分网格、定义网格属性、
材料属性、约束条件等相应的前处理,virtual lab 用来计算模态参数及相应的后处理。
夹具、圆柱壳、圆柱壳与夹具组合体网格划分结果如图 2 所示: