基于混合模态综合法的耦合分析软件开发

袁昭旭　于开平 张忠 李海波�お�

摘要：

为实现大型复杂航天器结构的有限元动力学分析，运用Patran/MSC Nastran的二次开发语言PCL与DMAP开发基于混合模态综合法的分析软件模块.该软件模块将自编算法无缝嵌入到通用有限元软件中，计算精度和效率较高，可以为不同部门间的协同产品设计提供有效的解决方案.

关键词：

航天器； 动力学； 有限元； 二次开发； 混合模态综合法； MSC Nastran； Patran

中图分类号： TB115.1

文献标志码： B

0 引 言

航天科技的不断发展对复杂航天器结构的动力学分析要求越来越高.国内外学者对航天器结构的耦合分析问题进行大量的研究，其中航天器运载火箭耦合分析问题成为重点关注的问题之一.[14]在实际产品设计过程中，航天器的不同功能部分是由不同的部门甚至不同的公司设计生产的，这就对有限元分析软件的使用提出新的要求：既要提供可靠、高效的分析算法，又要拥有适合实际工业流程的分析界面设计.MSC Nastran作为航天工程领域广泛应用的通用有限元软件之一，具有很高的有效性和可靠性.对于耦合分析问题，MSC Nastran只提供一种超单元解决方案，显然不能完全满足实际工程分析，但是MSC Nastran的二次开发语言DMAP（Direct Matrix Abstraction Program）为用户提供一个将自编算法嵌入MSC Nastran求解序列的途径.同时，利用PCL可以开发出符合实际用户需求的用户界面，并直接整合入Patran，实现无缝操作.[57]本文利用DMAP和PCL，将混合界面子结构模态综合法嵌入MSC Nastran求解序列，并設计相关用户界面，最终形成一个用于解决航天……