航天器舱段结构有限元建模及简化方法
发布时间:2018-06-07 12:53
本文选题:航天器 + 有限元 ; 参考:《南京航空航天大学》2016年硕士论文
【摘要】:本文对航天器舱段结构进行了结构动力学简化建模,总结了建模需要考虑的问题及相应的简化方法,并利用实测的正弦响应数据对简化后的有限元模型进行了修正,最终获得满足工程实际需求的高精度有限元模型,用于低频段舱段动力学环境预示与仿真分析。主要完成了以下几个方面的工作:(1)利用有限元前处理软件Hypermesh建立了某航天器舱段结构的有限元模型并总结了简化方法。首先讨论了壳体的壳梁简化建模和实体建模两种方式,然后完成了舱段结构件以及结构件之间连接的有限元建模,最后建立了舱段结构的整体有限元模型。(2)研究了基于基础激励传递特性的模型修正方法和基于灵敏度分析的阻尼修正方法。该方法可充分利用航天工程中积累的正弦振动响应数据用于有限元模型的修正,并通过NASTRAN和MATLAB软件的联合编程完成了模型修正的程序化。(3)完成了航天器舱段结构有限元模型的修正,并利用实测的正弦振动响应数据对有限元模型进行验证。修正后有限元分析结果与试验结果误差在5%以内,满足工程精度要求,能够用于舱段动力学环境预示与仿真分析。
[Abstract]:In this paper, the simplified structural dynamics modeling of spacecraft cabin structure is carried out, and the problems that need to be considered in the modeling and the corresponding simplification methods are summarized. The simplified finite element model is modified by using the measured sinusoidal response data. Finally, a high-precision finite element model is obtained to meet the practical engineering requirements, which can be used to predict and simulate the dynamic environment of the cabin in low frequency band. The main work of this paper is as follows: 1) the finite element model of the cabin structure of a spacecraft is established by using the finite element preprocessing software Hypermesh and the simplified method is summarized. Firstly, the simplified shell and beam modeling and the solid modeling of the shell are discussed, and then the finite element modeling of the cabin structure and the connection between the structural components is completed. Finally, the integral finite element model of the cabin structure is established. (2) the model correction method based on the characteristics of foundation excitation transfer and the damping correction method based on sensitivity analysis are studied. This method can make full use of the sinusoidal vibration response data accumulated in aerospace engineering to modify the finite element model. The finite element model of the spacecraft cabin structure is modified by the combined programming of NASTRAN and MATLAB software. The finite element model is verified by the measured data of sinusoidal vibration response. The error between the result of finite element analysis and the result of test is less than 5%, which meets the requirement of engineering precision and can be used to predict and simulate the dynamic environment of the cabin.
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:V414
【参考文献】
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,本文编号:1991241
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