考虑连接特性的子结构频响综合方法及实现

王 威 胡于进 凌 玲

华中科技大学，武汉，430074

0 引言

子结构综合方法在航天器设计、汽车NVH分析等复杂结构的动力学特性分析中有着广泛的应用。传统上把子结构综合方法分为两大类［1］:基于模态的子结构综合(component－modesynthesis，CMS)［2］和基于频响函数(frequencyresponse function，FRF)的子结构综合(FRF－basedsubstructuring，FBS)［3］。它们分别用于理论模型和试验模型的综合，而工程中通常存在混合模型的综合问题，即有限元建模的理论模型与试验测试获得的试验模型的综合［4］。混合模型的综合主要采用基于频响函数的综合，但基于频响函数的综合存在对整个子结构频响矩阵求逆运算的问题，这导致计算效率和精度不高［5］。Jetmundersen等［6］发展了一种子结构导纳综合方法(RC方法)，计算时只需对连接部分的频响矩阵求逆，使计算精度和效率得到较大提高，但该方法仅适用于两个独立子结构之间的综合。Ren等［7］在此基础上发展出一种多子结构综合方法即GRC(generalizedreceptancecoupling)方法，能够得到非独立子结构之间的综合。值得指出的是，GRC方法只考虑了刚性连接特性的处理，而工程实际中结构的连接基本都是柔性连接，为此，Liu等［8］提出了一种考虑弹性连接介质的综合方法，但该方法实质上是把连接件当作一个子结构进行处理，连接件与被连接件之间仍为刚性连接，未将连接参数从子结构系统中独立出来，不便于使用和实际操作。对于一些常用的连接模型，如弹簧连接、轴套连接等，如何用特征参数来表达其连接刚度和阻尼等信息，使其与子结构完全独立，具有更明确的物理意义是一个有意义的研究课题。……