参数化有限元建模及模型修正

发布时间：2021-04-03 23:54

　　初始有限元模型的准确程度对模型修正的准确度以及最后的成败都极为关键。为了得到与实际结构相近的准确初始有限元模型,提出了完全参数化建模的概念,针对GARTEUR飞机模型创建模型修正算例,验证了完全参数化建模对模型修正的有效性。利用试验数据修正尽可能完全参数化的GARTEUR有限元模型来说明完全参数化建模的实际工程意义。结果表明,采用完全参数化建模可以得到准确的初始有限元模型。 

【文章来源】：机械制造与自动化. 2020,49(06)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

GARTEUR飞机模型

利用有限元软件Hypermesh建立GARTEUR飞机的目标有限元模型作为试验模型，如图2所示。该模型共有996个节点;4 888个自由度;861个单元，包括17个梁单元，36个弹簧元，778个壳单元;4种材料属性。图2中1、2、3处分别采用弹簧单元和刚性单元模拟飞机模型的螺栓连接处。GARTEUR飞机模型误差主要体现在结构连接处、铝合金板的弹性模量和密度。在目标有限元模型的基础上将模型结构连接处和附近部位的5个设计参数及6个材料参数进行摄动作为完全参数化初始有限元模型，用于仿真分析，如表1所示。表1、表3、表5、表7中的编号具有一致性。摄动的参数中扭转刚度(编号1-编号5)的单位为N·mm/rad;弹性模量(编号6-编号8)的单位为MPa;材料密度(编号9-编号11)的单位为kg/mm2。

选取进行摄动的11个参数进行灵敏度分析，如图3所示。从图3中可以看出编号为3、5、10的参数灵敏度都很低，选取这些参数可能会增大有限元模型的误差，故最终选取除编号3、5、10之外的8个参数作为修正参数进行模型修正。由表2、表3可以看出，模型修正之后前6阶修正频率平均误差为0.02%，最大误差为0.09%，对应的参数修正后平均误差为2.22%，最大误差为4.86%。

【参考文献】：
期刊论文
[1]加权方法在基于灵敏度分析的模型修正中的应用[J]. 张权,史治宇.  机械制造与自动化. 2018(06)



本文编号：3117324