| 【中文题名】 | 惯导支架结构的随机动力响应分析与参数优化 |
| 【英文题名】 | Random Dynamic Analysis and Parameter Optimization of Ins Bracket |
| 【学科专业】 | 力学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-11-7 |
| 【中关键词】 | 随机响应分析,结构动力优化,谱分析,留数定理,同源随机激励,混合动力系统 |
| 【英关键词】 | random response analysis,structural dynamic optimization,spectrum analysis,residue theorem,common source stationary random excitation,combined dynamic systems,modal analysis,bracket for inertia navigation system （INS）, |
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| 【论文摘要】 | 惯导系统是导弹与火箭最重要的精密仪器,导弹飞行过程中的各种随机载荷会显著影响惯导系统的工作精度。为了提高导弹的安全性能,对惯导支架进行随机响应优化分析与设计,具有重要的理论价值和工程指导意义。本文根据支架、转接板、减振器三者与舱段的连接形式,建立了随机激励下惯导减振系统的多种分析模型。采用解析和数值方法,以刚度、阻尼、质量等结构参数为优化设计变量,以惯导装置的加速度均方值为优化目标,进行了惯导装置的随机动力响应分析和参数优化设计研究。主要研究内容有:
[1] 建立了惯导减振支架单自由度和双自由度系统的等效分析模型,根据谱分析理论和James公式导出了系统响应的功率谱和加速度均方值的解析表达式,并用单纯型法和Powell法进行数值优化仿真,得到了结构参数的优化配置规律。
[2] 对于惯导减振支架的多自由度系统等效分析模型,则运用模态叠加法和谱分析理论得到响应的功率谱,根据留数定理推导了系统时域加速度动力响应的数值计算公式。对于以上所建立的三种离散模型,均应用同源激励法较好地处理了基础激励和系统振动方程中外力的功率谱求解问题。通过合适的数值算例分析,说明了解析和数值计算方法的正确性,通... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
9-10 |
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ABSTRACT |
10-12 |
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第一章 绪论 |
12-20 |
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1.1 研究背景 |
12-14 |
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1.2 国内外研究现状 |
14-18 |
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1.2.1 随机过程和随机响应 |
14-15 |
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1.2.2 结构动力分析的解析建模 |
15-16 |
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1.2.3 优化算法 |
16-17 |
|
1.2.4 结构动力优化设计 |
17-18 |
|
1.2.5 技术难点 |
18 |
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1.3 本文主要研究内容及方法概述 |
18-20 |
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第二章 随机响应分析与结构优化的理论基础 |
20-39 |
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2.1 随机振动理论基础 |
20-28 |
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2.1.1 随机变量的基本概念 |
20-21 |
|
2.1.2 随机过程的基本概念 |
21-22 |
|
2.1.3 随机过程的数字特征和微积分 |
22-25 |
|
2.1.4 随机过程的几种基本类型 |
25-28 |
|
2.2 结构优化设计 |
28-31 |
|
2.2.1 优化设计的基本概念 |
28-29 |
|
2.2.2 优化设计的数学规划法 |
29-31 |
|
2.3 优化算法 |
31-39 |
|
2.3.1 单纯型法和方向加速(Powell)法 |
31-36 |
|
2.3.2 广义乘子法 |
36-39 |
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第三章 离散线性系统随机响应的结构优化设计 |
39-66 |
|
3.1 系统的动力特性 |
39-43 |
|
3.1.1 随机激励系统的描述 |
39-42 |
|
3.1.2 系统的采样“中心化” |
42-43 |
|
3.2 单自由等效分析模型 |
43-49 |
|
3.2.1 模型的建立 |
43-44 |
|
3.2.2 任意性激励的响应特征 |
44-46 |
|
3.2.3 平稳随机激励下的响应分析 |
46-47 |
|
3.2.4 算例分析 |
47-49 |
|
3.3 双自由度等效分析模型 |
49-53 |
|
3.3.1 概述 |
49-50 |
|
3.3.2 平稳随机激励下的响应分析 |
50-52 |
|
3.3.3 算例分析 |
52-53 |
|
3.4 多自由度等效分析模型 |
53-64 |
|
3.4.1 概述 |
53-54 |
|
3.4.2 模态分析 |
54 |
|
3.4.3 同源随机激励下的响应分析 |
54-57 |
|
3.4.4 算例分析 |
57-64 |
|
3.5 小结 |
64-66 |
|
第四章 混合梁系统随机响应的结构优化设计 |
66-88 |
|
4.1 复模态分析 |
66-71 |
|
4.1.1 系统的状态变量描述 |
66-68 |
|
4.1.2 复模态分析 |
68-69 |
|
4.1.3 随机响应的数字特征 |
69-71 |
|
4.2 梁与弹簧振子的混合系统 |
71-81 |
|
4.2.1 梁的基本理论 |
71-73 |
|
4.2.2 模型的建立 |
73-75 |
|
4.2.3 平稳随机激励下的响应分析 |
75-81 |
|
4.3 算例分析 |
81-86 |
|
4.4 小结 |
86-88 |
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第五章 杂交板系统随机响应的结构设计 |
88-103 |
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5.1 板与弹簧振子的混合系统 |
88-99 |
|
5.1.1 薄板的基本理论 |
88-90 |
|
5.1.2 模型的建立 |
90-92 |
|
5.1.3 平稳随机激励下的响应分析 |
92-99 |
|
5.2 数值算例 |
99-102 |
|
5.3 小结 |
102-103 |
|
第六章 结论与展望 |
103-105 |
|
致谢 |
105-106 |
|
参考文献 |
106-111 |
|
附:研究生期间发表论文情况统计 |
111 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.98979 |
