[发明专利]一种考虑不确定性的蜂窝结构舵面等效参数强稳健性辨识方法

摘要

本发明公开了一种考虑不确定性的蜂窝结构舵面等效参数强稳健性辨识方法，本发明首先采用应变能等效方法计算得到蜂窝结构的等效实体弹性模量，然后针对舵面实际结构的特征，采用壳单元和实体单元划分网格，获得了蜂窝等效的舵面模型，模态分析结果的一致性验证了该等效过程的有效性。接着采用基于静力的模型等效方法与遗传算法相结合，将蜂窝等效模型进一步等效为板结构。通过这一等效过程，使得板结构模型在载荷作用下与舵面原始模型的响应十分接近。本发明考虑了结构弹性参数的不确定性对舵面模型简化的影响，提出了基于非概率干涉模型的稳健性指标，获得结构在多个工况作用下弹性模量的稳健性辨识结果。

主权项

1.一种考虑不确定性的蜂窝结构舵面等效参数强稳健性辨识方法，该方法可以为含不确定因素的蜂窝结构舵面的模型简化提供途径，其特征在于，实现步骤如下：步骤一：将模型的蜂窝通过力学性能等效的形式简化为实体结构，构建舵面蜂窝等效结构，得到舵面蜂窝夹心结构的等效力学参数公式：其中，Es和Gs分别为夹芯材料的弹性模量和剪切模量，t为蜂窝薄壁的厚度，nt为蜂窝厚壁的厚度，l为组成蜂窝的正六边形的长度，蜂窝夹芯的厚度为hc＝b，ρs为胞元的密度；Ecx,Ecy,Ecz分别是蜂窝结构面内沿着x,y,z轴方向的弹性模量，μxy,μyz,μxz分别是蜂窝结构沿着x,y,z轴方向的泊松比，Gcxy,Gcyz,Gczx分别是xoy,yoz,zox面内的横向剪切模量；步骤二：将舵面的蜂窝等效有限元模型按刚度等效的原则通过模型辨识方法等效为板结构，根据不同分区舵面厚度的不同对舵面结构划分分区，针对不同的分区分别赋予弹性模量：E1,E2,…,En其中，n表示舵面分区数；步骤三：考虑结构材料的分散性，将蜂窝等效结构的弹性参数设定为区间数；步骤四：考虑飞行器结构材料的分散性，以多个载荷工况下简化模型的位移区间向量和精确模型对应位置的位移区间向量非概率干涉模型建立稳健性指标：其中，u_i,r和分别为简化结构第i个自由度的节点位移下界和上界，u_i,a和分别为精确结构第i个自由度的节点位移下界和上界，K_j为简化模型第j个区域的刚度，ΔK_j为刚度的变化量；下标i、r和a分别代表第i个载荷工况、简化模型和精确模型；步骤五：针对第k个工况，根据原结构弹性参数的上界和下界，采用灵敏度分析方法，计算得到精确模型材料参数上下界对应的位移值，通过迭代得到等效模型的弹性模量中心值Kj,k和变化量ΔKj,k；步骤六：以多个工况计算得到的弹性模量中心值和变化量为基础，采用遗传算法计算得到稳健性指标的最优解，获得结构在多个工况作用下也具有稳健性的弹性模量辨识结果。