一种频变特性阻尼杆结构动力学计算方法

摘要

本发明属于结构动力学和有限元计算等技术领域，具体为一种频变特性阻尼杆结构动力学计算方法。具体步骤包括：其首先对悬臂阻尼杆在自由端受不同状态间谐位移激励下的约束反力的有限元计算结果进行函数逼近，得到端部动刚度的五极点有理多项式表达式；再利用自由阻尼杆在刚体运动情况下不产生约束反力的条件，得到自由阻尼杆端部动刚度的五极点有理多项式表达式；最后将阻尼杆的三维有限元动力学模型缩聚到22个自由度，再将阻尼杆与结构其余部分的刚度和阻尼矩阵组装后建立整体系统的动力学方程，进而进行相关频变阻尼杆结构的动力学计算；本发明方法极大地提高包含阻尼杆结构的动力学问题的计算效率。

主权项

一种频变特性阻尼杆结构动力学计算方法，其特征在于，具体步骤包括：(1)建立频变特性悬臂阻尼杆三维有限元模型，根据其频率响应计算结果，将悬臂阻尼杆自由端在拉压、扭转和弯曲三种简谐受力状态下的动刚度用一组有理多项式逼近，得到五个极点的有理多项式；其中：z方向拉压和绕z轴扭转的动刚度分别表示为一个极点的有理多项式、xy平面内弯曲的动刚度表示为三个极点的有理多项式，yz平面内的弯曲特性与xy平面相同，其动刚度用相同的三个极点有理多项式表示；(2)根据两端自由阻尼杆在刚体运动状态下不产生约束反力的条件，对悬臂阻尼杆自由端的动刚度进行扩展，将频变特性自由阻尼杆端部动刚度用五个极点的有理多项式表示，其与极点对应的有五个留数矩阵，其中有两个矩阵的秩为1、两个矩阵的秩为2，另一个矩阵的秩为4；(3)基于频变特性自由阻尼杆端部动刚度的五个极点有理多项式表达式，实现频变特性阻尼杆的三维有限元模型缩聚，再将阻尼杆与结构其余部分的刚度和阻尼矩阵组装后建立整体系统的动力学方程，进而进行相关频变阻尼杆结构的动力学计算。