一種計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)彈檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，在進(jìn)行含有楔環(huán)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)動(dòng)特性分析時(shí)，接觸單元無(wú)法使用，工程上對(duì)連接區(qū)域一般采用了連續(xù)化處理方法，即忽略連接對(duì)結(jié)構(gòu)總體剛度的影響，把連接結(jié)構(gòu)作為一個(gè)連續(xù)體，這種方法只能適用于連接緊密的結(jié)構(gòu)，對(duì)于楔環(huán)連接勢(shì)必帶來(lái)較大誤差。
[0003]因此，希望有一種技術(shù)方案來(lái)克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法來(lái)克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的中的至少一個(gè)上述缺陷。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法。所述計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法包括如下步驟:步驟1:建立待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的有限元數(shù)值模型；步驟2:建立楔環(huán)區(qū)域與待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)中與楔環(huán)區(qū)域接觸部分的接觸單元，并對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)進(jìn)行約束以及施加載荷；步驟3:取待測(cè)導(dǎo)彈的中性面上的節(jié)點(diǎn)，計(jì)算在不同載荷下，所述待測(cè)導(dǎo)彈的中性面上的節(jié)點(diǎn)的撓度以及轉(zhuǎn)角；步驟4:將所述步驟2中的所述待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成殼單元以及梁?jiǎn)卧?；步驟5:對(duì)照所述步驟2中的所述接觸單元，將所述步驟4中的殼單元內(nèi)的楔環(huán)區(qū)域以等效厚度轉(zhuǎn)換為等質(zhì)量的殼單元；步驟6:對(duì)所述步驟5中的殼單元以及梁?jiǎn)卧Ｐ瓦M(jìn)行約束并施加載荷；步驟7:計(jì)算在不同載荷下，所述步驟6中的殼單元以及梁?jiǎn)卧闹行悦嫔系墓?jié)點(diǎn)的燒度以及轉(zhuǎn)角；步驟8:修改步驟7中的接觸區(qū)域的殼單元的剛度，直至步驟7中求得的撓度數(shù)據(jù)與步驟3的撓度數(shù)據(jù)一致，繪制撓度線性擬合坐標(biāo)圖；步驟9:求出待測(cè)導(dǎo)彈步驟5的有限元模型的振動(dòng)頻率。
[0006]優(yōu)選地，所述步驟2包括:步驟21:將楔環(huán)區(qū)域劃分成楔環(huán)區(qū)域與待測(cè)導(dǎo)彈的接觸區(qū)域以及楔環(huán)區(qū)域與待測(cè)導(dǎo)彈的非接觸區(qū)域；步驟22:將接觸區(qū)域中與待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的圓筒體接觸的節(jié)點(diǎn)作為接觸單元；步驟23:對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈的一端施加約束；步驟24:對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈未施加約束的一端施加載荷。
[0007]優(yōu)選地，所述步驟24中至少施加15組數(shù)值大小不一樣的載荷。
[0008]優(yōu)選地，所述步驟5中的殼單元內(nèi)的楔環(huán)區(qū)域轉(zhuǎn)換為等質(zhì)量的殼單元等效厚度具體方法為，通過(guò)下述計(jì)算公式進(jìn)行質(zhì)量與厚度之間的轉(zhuǎn)換:
[0009]m = s X P X d
[0010]式中，m為接觸區(qū)域質(zhì)量；s為接觸區(qū)域面積；P為接觸區(qū)域密度；d為接觸區(qū)域厚度。
[0011]優(yōu)選地，對(duì)所述步驟5中的殼單元以及梁?jiǎn)卧M(jìn)行約束并施加載荷的具體方法為:首先對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈的一端施加約束，繼而對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈未施加約束的一端施加載荷。
[0012]優(yōu)選地，至少施加15組數(shù)值大小不一樣的載荷。
[0013]優(yōu)選地，所述中性面為導(dǎo)彈中軸線所在的平面。
[0014]在本發(fā)明的計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法中，通過(guò)將殼單元內(nèi)的楔環(huán)區(qū)域轉(zhuǎn)換為等質(zhì)量的殼單元等效厚度，計(jì)算殼單元的中性面上的節(jié)點(diǎn)的撓度以及轉(zhuǎn)角，并結(jié)合待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的有限元數(shù)值模型計(jì)算出的撓度以及轉(zhuǎn)角求得撓度值，繼而求出待測(cè)導(dǎo)彈的振動(dòng)頻率，結(jié)果精度高，且方法簡(jiǎn)單，計(jì)算效率高。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法，包括如下步驟:步驟1:建立待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的有限元數(shù)值模型。
[0019]步驟2:建立楔環(huán)區(qū)域與待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)中與楔環(huán)區(qū)域接觸部分的接觸單元，并對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)進(jìn)行約束以及施加載荷。在本實(shí)施例中，步驟2包括:
[0020]步驟21:將楔環(huán)區(qū)域劃分成楔環(huán)區(qū)域與待測(cè)導(dǎo)彈的接觸區(qū)域以及楔環(huán)區(qū)域與待測(cè)導(dǎo)彈的非接觸區(qū)域；步驟22:將接觸區(qū)域中與待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的圓筒體接觸的節(jié)點(diǎn)作為接觸單元；步驟23:對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈的一端施加約束；步驟24:對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈未施加約束的一端施加載荷。
[0021]在本實(shí)施例中，步驟24中至少施加15組數(shù)值大小不一樣的載荷。有利的是，施加的載荷組數(shù)越多，所得到的值越接近真實(shí)值。
[0022]步驟3:取待測(cè)導(dǎo)彈的中性面上的節(jié)點(diǎn)，計(jì)算在不同載荷下，所述待測(cè)導(dǎo)彈的中性面上的節(jié)點(diǎn)的撓度以及轉(zhuǎn)角。
[0023]步驟4:將所述步驟2中的所述待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成殼單元以及梁?jiǎn)卧?br>[0024]步驟5:對(duì)照所述步驟2中的所述接觸單元，將所述步驟4中的殼單元內(nèi)的楔環(huán)區(qū)域以等效厚度轉(zhuǎn)換為等質(zhì)量的殼單元。在本實(shí)施例中，步驟5中的殼單元內(nèi)的楔環(huán)區(qū)域轉(zhuǎn)換為等質(zhì)量的殼單元等效厚度具體方法為，通過(guò)下述計(jì)算公式進(jìn)行質(zhì)量與厚度之間的轉(zhuǎn)換:
[0025]m = s X P X d
[0026]式中，m為接觸區(qū)域質(zhì)量；s為接觸區(qū)域面積；P為接觸區(qū)域密度；d為接觸區(qū)域厚度。
[0027]步驟6:對(duì)所述步驟5中的殼單元以及梁?jiǎn)卧Ｐ瓦M(jìn)行約束并施加載荷。在本實(shí)施例中，對(duì)步驟5中的殼單元以及梁?jiǎn)卧M(jìn)行約束并施加載荷的具體方法為:首先對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈的一端施加約束，繼而對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈未施加約束的一端施加載荷。
[0028]在本實(shí)施例中，步驟6中至少施加15組數(shù)值大小不一樣的載荷。有利的是，施加的載荷組數(shù)越多，所得到的值越接近真實(shí)值。
[0029]步驟7:計(jì)算在不同載荷下，所述步驟6中的殼單元以及梁?jiǎn)卧闹行悦嫔系墓?jié)點(diǎn)的撓度以及轉(zhuǎn)角。
[0030]步驟8:修改步驟7中的接觸區(qū)域的殼單元的剛度，直至步驟7中求得的撓度數(shù)據(jù)與步驟3的撓度數(shù)據(jù)一致，繪制撓度線性擬合坐標(biāo)圖。
[0031]步驟9:求出待測(cè)導(dǎo)彈步驟5的有限元模型的振動(dòng)頻率。
[0032]可以理解的是，上述的中性面為導(dǎo)彈中軸線所在的平面，之所以選擇上述的中性面，是由于在載荷作用下截面形狀發(fā)生變化，截面上各點(diǎn)橫向位移不相同，選擇中性面的位移來(lái)能夠表征截面的整體位移，同時(shí)，中性面的轉(zhuǎn)角為0，中性面一如梁的中性軸，中性軸上的正應(yīng)力等于0。
[0033]最后需要指出的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制。盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟1:建立待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的有限元數(shù)值模型； 步驟2:建立楔環(huán)區(qū)域與待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)中與楔環(huán)區(qū)域接觸部分的接觸單元，并對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)進(jìn)行約束以及施加載荷； 步驟3:取待測(cè)導(dǎo)彈的中性面上的節(jié)點(diǎn)，計(jì)算在不同載荷下，所述待測(cè)導(dǎo)彈的中性面上的節(jié)點(diǎn)的撓度以及轉(zhuǎn)角； 步驟4:將所述步驟2中的所述待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成殼單元以及梁?jiǎn)卧? 步驟5:對(duì)照所述步驟2中的所述接觸單元，將所述步驟4中的殼單元內(nèi)的楔環(huán)區(qū)域以等效厚度轉(zhuǎn)換為等質(zhì)量的殼單元； 步驟6:對(duì)所述步驟5中的殼單元以及梁?jiǎn)卧Ｐ瓦M(jìn)行約束并施加載荷； 步驟7:計(jì)算在不同載荷下，所述步驟6中的殼單元以及梁?jiǎn)卧闹行悦嫔系墓?jié)點(diǎn)的燒度以及轉(zhuǎn)角； 步驟8:修改步驟7中的接觸區(qū)域的殼單元的剛度，直至步驟7中求得的撓度數(shù)據(jù)與步驟3的撓度數(shù)據(jù)一致，繪制撓度線性擬合坐標(biāo)圖； 步驟9:求出待測(cè)導(dǎo)彈的有限元模型的振動(dòng)頻率。2.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法，其特征在于，所述步驟2包括: 步驟21:將楔環(huán)區(qū)域劃分成楔環(huán)區(qū)域與待測(cè)導(dǎo)彈的接觸區(qū)域以及楔環(huán)區(qū)域與待測(cè)導(dǎo)彈的非接觸區(qū)域； 步驟22:將接觸區(qū)域中與待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的圓筒體接觸的節(jié)點(diǎn)作為接觸單元； 步驟23:對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈的一端施加約束； 步驟24:對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈未施加約束的一端施加載荷。3.如權(quán)利要求2所述的計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法，其特征在于，所述步驟24中至少施加15組數(shù)值大小不一樣的載荷。4.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法，其特征在于，所述步驟5中的殼單元內(nèi)的楔環(huán)區(qū)域轉(zhuǎn)換為等質(zhì)量的殼單元等效厚度具體方法為，通過(guò)下述計(jì)算公式進(jìn)行質(zhì)量與厚度之間的轉(zhuǎn)換: m = sX P Xd 式中，m為接觸區(qū)域質(zhì)量；s為接觸區(qū)域面積；P為接觸區(qū)域密度；d為接觸區(qū)域厚度。5.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法，其特征在于，對(duì)所述步驟5中的殼單元以及梁?jiǎn)卧M(jìn)行約束并施加載荷的具體方法為:首先對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈的一端施加約束，繼而對(duì)待測(cè)導(dǎo)彈未施加約束的一端施加載荷。6.如權(quán)利要求5所述的計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法，其特征在于，至少施加15組數(shù)值大小不一樣的載荷。7.如權(quán)利要求1所述的計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法，其特征在于，所述中性面為導(dǎo)彈中軸線所在的平面。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法。所述計(jì)算具有楔環(huán)的導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率的方法包括如下步驟：步驟1：建立待測(cè)導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)的有限元數(shù)值模型；步驟2：建立接觸單元并進(jìn)行約束以及施加載荷；步驟3：計(jì)算撓度以及轉(zhuǎn)角；步驟4：簡(jiǎn)化殼單元以及梁?jiǎn)卧?；步驟5：將步驟4中的殼單元內(nèi)的楔環(huán)區(qū)域以等效厚度轉(zhuǎn)換為等質(zhì)量的殼單元；步驟6：進(jìn)行約束并施加載荷；步驟7：計(jì)算撓度以及轉(zhuǎn)角；步驟8：繪制撓度線性擬合坐標(biāo)圖；步驟9：求出待測(cè)導(dǎo)彈的有限元模型的振動(dòng)頻率。采用本發(fā)明的發(fā)放，求出的待測(cè)導(dǎo)彈的振動(dòng)頻率結(jié)果精度高，方法簡(jiǎn)單，計(jì)算效率高。
【IPC分類】G06F19/00
【公開號(hào)】CN105243274
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510644230
【發(fā)明人】吳敬濤, 成竹, 馬建軍, 王紅斌
【申請(qǐng)人】中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度研究所
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月8日