[发明专利]环境振动试验方法及系统

权利要求书

1.一种环境振动试验方法，其特征在于，包括：

建立试验对象的有限元模型，基于所述有限元模型获得试验对象的振动有限元方程；

基于所述振动有限元方程，计算所述试验对象的时域传递函数；

基于作用于所述试验对象的实时的振动激励加速度和所述试验对象的时域传递函数，计算有限元模型的每个节点的振动响应：

其中，通过以下公式(5)计算有限元模型的每个节点的振动响应：

其中，H为试验对象的时域传递函数，X(iΔT)表示时刻iΔT的振动激励向量，其由以下公式(4)表示：

其中，X_i表示时刻iΔT的振动激励加速度；

Y(iΔT)表示有限元模型的节点在时刻iΔT的振动响应，其由以下公式(6)表示：

Y(iΔT)＝[Y₁(iΔT),Y₂(iΔT),...,Y_r(iΔT),...,Y_m(iΔT)] (6)

其中，Y_r(iΔT)表示有限元模型的第r个节点在时刻iΔT的振动响应。

2.根据权利要求1所述的环境振动试验方法，其特征在于，所述振动有限元方程由以下方程(1)表示：

其中，M、C、K分别表示试验对象的总体质量矩阵、总体阻尼矩阵和总体刚度矩阵，x(t)分别表示有限元模型中节点的加速度向量、速度向量和位移向量，F(t)表示外载荷向量。

3.根据权利要求2所述的环境振动试验方法，其特征在于，所述基于所述振动有限元方程，计算所述试验对象的时域传递函数包括：

基于傅里叶变换获得试验对象的频域传递函数：

其中，H(ω)表示试验对象的频域传递函数，F(ω)、x(ω)分别表示F(t)、x(t)的傅里叶变换，ω表示频率；

对频域传递函数H(ω)进行傅里叶逆变换，并将变换结果以采样时间间隔ΔT进行离散，获得试验对象的时域传递函数：

H＝[H₁...H_k...H_n]_m×n

其中，H表示试验对象的时域传递函数，m为有限元模型的节点数，n为时域传递函数H中的数据个数，H_k表示时刻kΔT的时域传递函数，ΔT表示采样时间间隔。

4.根据权利要求1所述的环境振动试验方法，其特征在于，还包括：

根据所述试验对象的测试点的实际振动响应和计算的所述测试点对应的节点的振动响应对试验对象的时域传递函数进行修正，获得修正的时域传递函数；

根据修正的时域传递函数计算所述试验对象的全域振动响应。

5.根据权利要求4所述的环境振动试验方法，其特征在于，通过传递函数修正量ΔH对试验对象的时域传递函数进行修正：

ΔH＝(C^TC)^-1(C^TZX-C^TY*X)(X^TX)^-1 (10)

其中，C为选择系数矩阵，Y*为计算的测试点的振动响应，Z为测试点的实际振动响应，其由以下公式(7)表示：

其中，Z_l(qΔT)表示第l个测试点在qΔT时刻的实际振动响应，L表示测试点的数量，ΔT表示采样时间间隔。

6.根据权利要求5所述的环境振动试验方法，其特征在于，根据以下公式(11)计算修正的时域传递函数H’：

H’＝H+ΔH＝H+(C^TC)^-1(C^TZX-C^TY*X)(X^TX)^-1 (11)。