《混合有限元-统计能量分析方法及其航天应用》系统深入地阐述了混合有限元一统计能量分析方法的建模理论及其在航天工程中的应用,全书共分为9章,主要内容涉及:混合方法的基本理论框架;基于有限元的能量流分析方法;典型连接结构的混合连接建模方法,主要针对点、线、面等连接的混合建模方法进行详细阐述;混响声场的载荷建模方法;混合方法的试验验证;混合方法的航天工程应用案例。
《混合有限元-统计能量分析方法及其航天应用》的编写目的是希望读者能够通过阅读《混合有限元-统计能量分析方法及其航天应用》掌握混合方法的基本理论与混合连接建模方法,了解该方法在我国航天工程中的应用现状。《混合有限元-统计能量分析方法及其航天应用》适合航天工程总体设计、动力学环境预示与分析、力学环境试验等工程技术人员阅读,也可供高等院校和科研院所相关专业的师生参考。
航天器在发射阶段要经受严苛的宽频带力学环境考验,在研制阶段进行力学环境预示,其目的是指导整星级和部件级动态载荷设计和力学环境试验,这是确保航天器飞行期间安全性和可靠性的重要技术措施。迄今,相较于低频段有限元方法的广泛应用和高频段统计能量分析方法的研究应用,中频段预示方法尚不成熟,属于国内外探索研究的前沿课题。本书针对中频力学环境预示方法,在系统深入调研分析的基础上,重点阐述了混合有限元一统计能量分析方法的建模原理及其在航天器工程中的应用案例,并在混合方法的理论建模、仿真分析和试验验证等方面突破了一系列关键技术和难题,取得了多项工程实用的探索性、创新性研究成果。
作为国内首部系统阐述混合有限元一统计能量分析方法及其航天工程应用的专著,本书密切结合我国航天工程的实际需求,以工程应用为目的,以理论研究为基础,既有理论深度,又注重验证与工程应用。本书对混合有限元一统计能量分析方法进行了系统的梳理,详细阐述了典型结构的混合点、线、面连接建模理论,并在此基础上对相关理论进行了完善。作者不仅注重理论上的严密论证和分析,也非常重视模型的验证及方法的航天工程应用,理论与工程实践结合,从而使该书内容更加丰富、严密和完整,便于工程技术人员(尤其是航天工作者)理解掌握和开展工程实践应用。
综上所述,《混合有限元一统计能量分析方法及其航天应用》是一部反映我国航天器力学环境预示领域新研究成果的学术专著,相信本书的出版将会受到结构动力学研究学者及航天器总体设计、航天器力学环境试验及结构动力学分析相关的工程人员的欢迎。
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 研究现状
1.2.1 改进的确定性方法
1.2.2 改进的统计能量分析法
1.2.3 混合法
1.2.4 工程应用现状
1.2.5 中频预示技术对比分析
1.3 本书内容构架
1.4 混合FE-SEA方法的后续研究展望
第2章 混合FE-SEA方法的基本理论
2.1 直接场与混响场的定义
2.2 互易原理
2.2.1 基于波动理论的互易原理
2.2.2 基于模态理论的互易原理
2.3 耦合系统方程
2.3.1 边界的划分与动力学特征
2.3.2 确定性子系统的系统方程
2.3.3 随机子系统的系统能量平衡方程
2.4 分析流程
2.5 混合FE-SEA方法的程序设计
2.6 小结
第3章 基于有限元的能量流分析
3.1 系统的能量流模型
3.1 -1节点坐标下的能量流模型
3.1.2 模态坐标下的能量流模型
3.1.3 计算方法的讨论
3.2 特定载荷作用下的能量流模型
3.2.1 与空间位置相关的外载荷的模型
3.2.2 与空间位置不相关的外载荷的模型
3.2.3 能量流模型中的频段平均
3.2.4 应用子结构法的能量流模型
3.3 大面质比板结构的能量流模型
3.3.1 板结构面内运动与面外运动的能量流模型
3.3.2 能量影响系数与耦合损耗因子
3.4 算例分析及应用
3.4.1 L型板结构的能量流分析
3.4.2 面内能量的影响分析
3.5 小结
第4章 混合FE-SEA点连接建模方法
4.1 梁结构的混合点连接模型
4.1.1 连接处的位移协调条件
4.1.2 连接处力与波的关系
4.1.3 连接处的动刚度矩阵
4.2 无界板结构的混合点连接模型
4.2.1 基于波动理论的无界板结构运动描述
4.2.2 连接处的位移协调条件
4.2.3 连接处的力与波的关系
4.2.4 无界板结构的混合点连接模型
4.3 有界板结构的混合点连接模型
4.3.1 近似处理方法
4.3.2 基于波长的修正因子理论
4.4 算例分析
4.4.1 Cotoni模型混合点连接验证
4.4.2 粱板组合结构混合点连接验证
4.4.3 框架式梁板耦合系统的有界混合点连接模型验证
4.5 小结
第5章 混合FE-SEA线连接建模方法
第6章 混合FE-SEA面连接建模方法
第7章 混响声场的载荷建模方法
第8章 混合FE-SEA方法的试验验证
第9章 混合FE-SEA方法在航天工程中的应用
参考文献